Státní výbor Ruská Federace pro normalizaci a metrologii

Všeruský výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

GSI. Volba metod a prostředků měření při vývoji metod provádění měření. Obecná ustanovení

MI 1967-89

Moskva, 1989

INFORMAČNÍ ÚDAJE

ROZVINUTÝVšesvazový výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

Účinkující

M.A. Zemelman, Ph.D. tech. vědy (vedoucí tématu),

JIM. Tronova

SCHVÁLENÝ VNIIMS 09.02.89

REGISTROVANÝ VNIIMS 13.02.89

já OBECNÁ USTANOVENÍ

2. PŘEDBĚŽNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A NÁSTROJŮ

3. OBECNÁ PRAVIDLA A PODMÍNKY PRO STANOVENÍ CHARAKTERISTIKY CHYBY MĚŘENÍ

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

5. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY NEPŘÍMÝCH MĚŘENÍ

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

APLIKACE

S ohledem na volbu typů měřidel se toto doporučení týká pouze jejich metrologických vlastností. Toto doporučení neuvádí požadavky týkající se stupně automatizace měření, náročnosti metrologické údržby měřidel a dalších faktorů souvisejících s provozními, ergonomickými atp. vlastnosti MVI.

Volbu metod a měřících přístrojů podle uvedených výchozích údajů určuje vysoce kvalifikovaný personál, který je dobře obeznámen fyzické základy měření, metody normalizace metrologických charakteristik a na nich založených chyb měřidel v reálných podmínkách jejich použití, s metodami prezentace a využití výsledků a chybami měření, metodami pro výpočet výsledků a chyb nepřímých měření. Normativně-technické a metodické dokumenty, které pokládají základy těchto metod, jsou:

GOST 8.009-84 "GSI. Normalizované metrologické charakteristiky měřicích přístrojů“;

"Metodický materiál o aplikaci GOST 8.009-84";

RD 50-453-84" Směrnice. Charakteristika chyby měřicích přístrojů v reálných provozních podmínkách. Metody výpočtu“;

MI 1317-86 „Směrnice. GSI. Výsledky a charakteristiky chyb měření. Prezentační formuláře. Metody použití při testování vzorků výrobků a sledování jejich parametrů“;

MI 1730-87 „Směrnice. GSI . Chyby nepřímých měření procesních parametrů. Metody výpočtu".

Toto doporučení má sloužit jako vodítko pro tvorbu soukromých návodů nebo jiných dokumentů (průmysl, podniky atd.), které upravují ve vztahu ke konkrétním typům výrobků nebo procesů pravidla pro volbu metod a měřicích přístrojů používaných ve výzkumu, vývoji, testování, kontrole a jiných provozech včetně měření.

Všechny dokumenty uvedené v katalogu nejsou jejich oficiální publikací a jsou určeny pouze pro informační účely. Elektronické kopie těchto dokumentů lze šířit bez omezení. Informace z této stránky můžete zveřejnit na jakékoli jiné stránce.

Státní výbor Ruské federace pro normalizaci a metrologii

Všeruský výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

GSI. Volba metod a prostředků měření při vývoji metod provádění měření. Obecná ustanovení

MI 1967-89

Moskva, 1989

INFORMAČNÍ ÚDAJE

ROZVINUTÝVšesvazový výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

Účinkující

M.A. Zemelman, Ph.D. tech. vědy (vedoucí tématu),

JIM. Tronova

SCHVÁLENÝ VNIIMS 09.02.89

REGISTROVANÝ VNIIMS 13.02.89

Výběr metod a měřících přístrojů pro daná výchozí data je určován vysoce kvalifikovanými pracovníky, kteří jsou dobře obeznámeni s fyzikálními základy měření, metodami normalizace metrologických charakteristik a výpočtu chyb měřidel na nich založených v reálných podmínkách jejich použití, s metodami prezentace a použití výsledků a chyb měření, metodami výpočtu výsledků a chyb nepřímých měření. Normativně-technické a metodické dokumenty, které pokládají základy těchto metod, jsou:

Kde T- časový interval, ve kterém se zjišťuje efektivní hodnota napětí;t- aktuální čas.

Na základě apriorních informací o obvodu generátoru je nutné zpřesnit funkcionalitu (1), aby bylo možné zvolit typ přístroje pro měření napětí (zejména z hlediska rozsahu pracovní frekvence). Může být možné modelovat výstupní napětí generátoru jako sinusový časově proměnný proces. Poté pro přibližnou volbu typu přístroje na měření napětí funkční(1)lze zapsat ve tvaru

,(2)

Kde U m A ω - amplituda a kruhová frekvence sinusového napětí. Při výpočtu chyby měření je třeba vzít v úvahu, že ve skutečnosti se výstupní napětí může lišit od čistě harmonických a představuje součet harmonických (při správném výběru modelu výstupního napětí generátoru by měla převažovat první harmonická). Při výpočtu chyby měření je tedy třeba vycházet z toho, že naměřená hodnota by měla být skutečně vyjádřena funkcionálem

.(3)

V důsledku toho může chyba měřicího přístroje obsahovat další "frekvenční" složku způsobenou vlivem vyšších harmonických napětí generátoru na výstupní signál měřicího přístroje.

2.1.6. Sestavte schéma zapojení měřicích přístrojů s předmětem měření, mezi sebou (pokud jich je více), s jinými technickými prostředky.

3.6. V závislosti na tom, co je známo (z uvedených výchozích údajů), časové nebo spektrální charakteristiky měřené hodnoty nebo signálu, jejichž informativním parametrem je naměřená hodnota, a dynamické charakteristiky měřicích přístrojů používaných v MVI (z regulačních a technických dokumentů pro měřicí přístroje aplikovaných typů), lze vypočítat různé charakteristiky dynamické chyby měřicích přístrojů (viz "Metodický materiál k použití GOST 48).

3.6.1. Je-li známa doba ustálení odečtů měřicího zařízení, pak je možné určit: a) časový interval (počínaje okamžikem změny naměřené hodnoty, svým charakterem blízkým skoku), po kterém je povoleno odečítání na stupnici měřicího zařízení; b) největší možná hodnota složky chyby měření vzhledem k dynamickým vlastnostem měřicího zařízení při splnění podmínky a).

3.6.2. Je-li známo frekvenční spektrum signálu, jehož informativním parametrem je naměřená hodnota, a plné dynamické charakteristiky měřicích přístrojů, pak je možné stanovit pravděpodobnostní charakteristiky dynamické chyby měřicích přístrojů.

3.7. Při analýze prvního návrhu MIM je nutné zkontrolovat, zda existují nějaké specifické vlastnosti MIM (například kvůli použití pomocných technické prostředky, přítomnost komunikačních kanálů mezi technickými prostředky MVI atd.), další složky chyby měření, kromě těch, které jsou uvažovány v a. Měly by být zohledněny ve výpočtu, pokud způsobují zvýšení vypočtených charakteristik chyb měření alespoň o 15-20%.

Při analýze prvního projektu MIM v případě potřeby (neexistují dostatečné informace o vlastnostech metod a měřicích přístrojů), experimentální studie abyste získali požadovaná data. K tomu je nutné provést (zhotovit) model implementace MMI, odpovídající prvnímu projektu MMI, nebo, pokud nejsou informace o vlastnostech měřidel, vybrat vzorky měřidel pro výzkum.

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

4.1. Při výpočtu charakteristiky chyby přímých měření se doporučuje tuto chybu rozdělit do tří skupin složek: metodická, přístrojová, personální.

4.2. Na základě počátečních údajů; analýza schématu zapojení v MMI měřicích přístrojů s objektem měření, mezi sebou navzájem as dalšími technickými prostředky používanými v MVI; s přihlédnutím k uvedeným faktorům MVI V - identifikovat a určit charakteristiky následujících možných hlavních metodologických chyb přímých měření.

Kde n\u003d 2 - počet průřezů objímky, z nichž každý T měření průměrud(A i.) elipsa mající úhlovou souřadniciA ij = 360/2t(i-1); i=1,...m .

dkruh v libovolném průřezu objímky vede k metodické chybě rovné

∆1 = d-D*.(8)

2. Za podmínek pouzdro je ve skutečnosti zdeformovaný komolý eliptický kužel: generátory vnitřního povrchu pouzdra nejsou přímky, ale křivky, například paraboly malého zakřivení. Můžeme tedy předpokládat, že úloha měření odpovídá přijetí jako naměřené hodnoty např. funkcionálu ve tvaru

. (9)

Převzetí jako naměřená hodnota průměrudvnitřní kruh v libovolném průřezu objímky vede v tomto případě k metodické chybě měření rovné

∆2 = d-D**.(10)

Charakteristiky metodických chyb (8) a (10) lze vypočítat na základě výchozích informací o možných odchylkách tvaru vnitřní plochy objímky od přímého kruhového válce. V případě potřeby lze tyto chyby snížit, pokud se místo přímého měření průměru vnitřního kruhu použije měření nepřímé, přičemž se vezme funkční nebo . To by vedlo ke komplikaci MIM - ke komplikaci algoritmu pro stanovení výsledku měření, ale umožnilo by to snížit metodickou chybu měření.

Poznámka . Metody stanovení metodické chyby měření z důvodu nevhodnosti převzatého modelu objekt měření , patří k nejméně rozvinutým oblastem metrologie. To je způsobeno praktickou absencí formálních metod pro vytváření takových modelů objektů měření, které jsou striktně adekvátní objektům a úkolům měření, proto stanovení této metodické chyby měření vyžaduje nejen vysokou kvalifikaci, ale také zkušenosti a inženýrskou intuici vývojářů MIM.

4.2.2. Chyba z důvodu možných odchylek od jmenovitých hodnot parametrů funkce závislosti informativního parametru sekundárního procesu na naměřené hodnotě (při použití sekundárního procesu v MIM) ().

Příklad.Informační funkce závislosti parametrů na sekundární proces z naměřené hodnoty x y = f (λ, x)má neinformativní parametr λ. Jeho změna Δλ poměrně nominální hodnota λ 0 , způsobí změnu informativního parametru na sekundární proces (tj. odpovídající metodická chyba měření) rovna Δy=df/dλΔλ.Zde se bere v úvahu, že změny Δλ jsou dostatečně malé, takže ve výrazu pro Δуčleny obsahující (Δλ) kna k> 1 lze zanedbat.

Na tuto fázi vývoje MVI se charakteristiky přídavných a dynamických chyb měřidel zjišťují výpočtem podle normalizovaných metrologických charakteristik měřidel vybraných typů a podle výchozích údajů (). Obecný přístup k výpočtu chybových charakteristik měřicích přístrojů v reálných podmínkách jejich použití je popsán v ""; metody výpočtu - v RD 50-453-84.

Poznámka . Metody pro výpočet chyb nepřímých měření jsou rovněž uvedeny v MI 1730-87.

Příklad výpočtu charakteristiky chyby jednoho z typů nepřímých měření - určení rozdílu okamžitých hodnot funkce pro různé hodnoty jejího argumentu podle výsledků přímých měření - s přihlédnutím k autokorelaci chyby přímých měření, je uveden v "Metodickém materiálu pro aplikaci GOST 8.009-84".

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

6.1. Vypočtené charakteristiky chyby měření za daných podmínek jsou porovnány s danými mezemi jejich přípustných hodnot. V tomto případě lze rozlišit čtyři případy.

6.1.1 . Hodnoty charakteristik chyby měření se pohybují v rozmezí od cca 20 do 60 % odpovídajících mezí přípustných hodnot.

6.1.2 . Hodnoty charakteristik chyby měření se pohybují v rozmezí od cca 60 do 100 % mezí přípustných hodnot.

6.1.3 . Hodnoty charakteristik chyby měření přesahují jejich přípustné hodnoty.

6.1.4 . Hodnoty charakteristik chyby měření jsou menší než 20 % mezí jejich přípustných hodnot.

6.2. V případě uvedeném v, lze volbu metod a prostředků měření považovat za kompletní, tzn. je účelné přijmout první návrh MVI jako konečný MVI.

6.3 . V případě uvedeném v); osobní chyba měření (), rozhodněte, jaké změny je vhodné zavést do MIM, aby se charakteristika chyby měření zvýšila na cca 50-60 % mezí jejich přípustných hodnot s největším přínosem při splnění všech ostatních požadavků na MIM.

6.6 . Po provedení jakýchkoli změn v MVI je nutné zkontrolovat, zda jsou splněny podmínky a všechny ostatní požadavky na MVI.

Pokud jsou výsledky této kontroly pozitivní, tzn. podmínky jsou splněnya dalších požadavků na MMI, je nutné pro tento MMI normalizovat meze přípustných hodnot chybových charakteristik MMI, tzn. chyby jakýchkoliv výsledků měření, které budou získány při použití implementací tohoto MIM za daných podmínek.

Normy je účelné nastavit tak, aby o 10-20% překračovaly získané vypočtené hodnoty největších možných hodnot chyb měření, ale nepřekračovaly stanovené požadavky na chybové charakteristiky MVI.

Poté lze výběr metod a měřicích přístrojů a vývoj MIM považovat za dokončený. MVI lze doporučit k použití, tzn. pro standardizaci (pokud je standardizace tohoto MIM uznána za užitečnou), pro vývoj a výrobu implementací tohoto MVI.

6.7. Pokud výsledky testu uvedené v, negativní, pak je nutné znovu zvážit otázku vhodných změn v MIM, které zajistí splnění podmínkya všechny ostatní požadavky na MVI. Tento postup je nutné opakovat až do pozitivního výsledku testu uvedeného v.

Pokud si nemůžete vybrat z stávající typ měřicích přístrojů je nutné vyvinout potřebné měřicí přístroje nebo pokud možno změnit (zjednodušit) výchozí požadavky stanovené pro vývoj MIM. V případě potřeby je povoleno provádět změny na použitých měřicích přístrojích, které neovlivňují jejich hlavní provozní režim. Před použitím musí být takový měřicí přístroj certifikován jako nenormalizovaný měřicí přístroj.

6.8. V procesu vývoje MMI je nutné stanovit metody a prostředky sledování souladu charakteristik chyb implementací MMI s normami přijatými pro ně (). V dokumentu upravujícím MVI (norma, popis, pas atd.) musí být uvedena požadovaná frekvence kontroly, přijatelné charakteristiky spolehlivosti kontroly a doporučené metody kontroly.

APLIKACE
Odkaz

VYSVĚTLENÍ POUŽITÉ POJMŮ

1 . SEKUNDÁRNÍ PROCES - proces buzený měřeným objektem, který se liší v fyzické povahy z měřené veličiny, jejíž alespoň jeden parametr je spojen s měřenou veličinou známou funkční závislostí.

Sekundární proces se používá jako vstupní signál měřicích přístrojů v těch případech, kdy nejsou z nějakého důvodu použity primární měřicí převodníky nebo citlivé prvky měřicích přístrojů, které reagují přímo na měřenou hodnotu.

Ten parametr sekundárního procesu (ovlivňující vstup měřicího přístroje), který funkčně souvisí s měřenou hodnotou, se nazývá informativní parametr sekundárního procesu. Sekundární proces může mít i jiné, neinformativní parametry, jejichž změny ovlivňují informativní parametry výstupních signálů měřicích přístrojů, tzn. na výsledcích měření.

Určení sekundárního procesu může být provedeno sekundární veličinou, která se fyzikální povahou liší od měřené veličiny, spojenou s měřenou veličinou známou funkční závislostí. Sekundární hodnota je v tomto případě hodnota, na kterou přímo reaguje měřicí přístroj připojený k měřenému objektu.

Příklad.Při měření teploty média optickým pyrometrem je sekundárním procesem tepelné záření média (v oblasti optických vlnových délek) a informativním parametrem sekundárního procesu je intenzita tepelného záření působícího na pyrometr. Funkce závislosti informativního parametru (intenzita) sekundárního procesu (tepelného záření) na měřené hodnotě (teplota okolí) má neinformativní parametr - vlnovou délku záření.

Poznámka. Cm. k vysvětlení pojmu „nepřímé měření“.

2. NAMĚŘENÁ HODNOTA - parametr (nebo funkcionalita parametrů) modelu objektu měření, odrážející vlastnost objektu měření, jehož definice je úkolem měření.

3. CHYBY PŘÍSTROJOVÉHO MĚŘENÍ - složky chyb měření vlivem vlastností použitých měřicích přístrojů (včetně základní chyby; citlivost měřicích přístrojů na vlastnosti předmětu měření, které nejsou určeny tímto MIM, na neinformativní parametry signálu ovlivňující vstup měřicího přístroje, na vnější podmínky, dynamické vlastnosti měřicích přístrojů, prostorové rozlišení měřicího přístroje s měřicím přístrojem);

4. NEPŘÍMÉ MĚŘENÍ - určení hodnoty měřené veličiny, která je známou funkcí (funkční) jiných veličin, výpočtem hodnoty této funkce (funkční) na základě výsledků přímých měření veličin - argumentů funkce.

Poznámky:

1. Je vhodné zařadit nepřímá měření funkcionálů funkcí jednoho argumentu, prováděná přímým měřením funkce a následným výpočtem funkcionálu na základě výsledků přímých měření. Například je vhodné odkazovat na nepřímá měření efektivní hodnoty elektrického napětí, pokud se provádějí přímým měřením okamžitých hodnot napětí v diskrétních časech a následným výpočtem druhé odmocniny kvocientu z dělení součtu čtverců výsledků přímých měření počtem členů v součtu, tzn. počtem diskrétních časových bodů, ve kterých byla provedena přímá měření napětí.

2. Souhrnná a společná měření jsou také klasifikována jako nepřímá, protože jejich výsledky jsou počítány z výsledků přímých měření argumentů známých funkcí. Specifické rysy výpočtu charakteristik chyby výsledku nepřímého měření funkce vyjádřené jednou rovnicí jsou vlastní i výpočtu charakteristik chyb měření funkcí vyjádřených soustavami rovnic.

3 . Měření pomocí „sekundárního procesu“ by se podle jejich fyzikálních principů dalo zařadit do skupiny nepřímých měření. Je však vhodné oddělit měření, u kterých je výsledek měření vypočítáván (obsluhou nebo automaticky) na základě výsledků přímých měření, a měření, u kterých se využívá funkční závislost měřené veličiny na veličině, která je fyzikální povahy, ale výpočty se při určování výsledku měření neuplatňují a funkční vztah mezi měřenou veličinou a informativním parametrem sekundárního procesu je zohledněn v nominální převodní funkci měřicích přístrojů. Při měření pomocí sekundárního procesu není potřeba zohledňovat konkrétní metodické chyby, které ovlivňují chybu měření, když je výsledek měření stanoven výpočtem z výsledků přímých měření. Pro praktické výpočty by měla být měření pomocí sekundárního procesu klasifikována jako přímá, pokud jsou výsledky měření stanoveny přímo z indikátorů měřicích přístrojů.

5. ZPŮSOB PROVÁDĚNÍ MĚŘENÍ (MTI) - soubor technik (postupu) pro použití určitých typů měřicích přístrojů a jiných technických prostředků spojených s objektem a mezi sebou, určených k získání výsledků měření.

Poznámka . Pro danou skupinu objektů měření; daná naměřená hodnota a její hodnoty v daném rozsahu; rychlost (frekvence) změny měřené hodnoty v daném rozsahu nebo daného frekvenčního spektra signálu, jehož informativním parametrem je naměřená hodnota; dané vnější podmínky - MVI by měl poskytovat výsledky měření měřené veličiny s chybou, jejíž charakteristiky nepřekračují stanovené přípustné meze. MVI je jakýsi „technologický proces“ měření.

6. METODICKÉ CHYBY MĚŘENÍ - složky chyb měření způsobené:

Rozdíl mezi přijatým modelem měřeného objektu a modelem, který přiměřeně odráží jeho vlastnost, určený měřením;

Vliv změn parametrů funkce závislosti informativního parametru sekundárního procesu (nebo sekundární hodnoty) na měřené hodnotě (při použití sekundárního procesu nebo sekundární hodnoty);

Vliv metod aplikace v MVI měřicích přístrojů;

Vliv algoritmů (vzorců) pro výpočet výsledků měření (pro nepřímá měření);

Vliv dalších faktorů nesouvisejících s vlastnostmi použitých měřicích přístrojů.

Metodická chyba měření nezávisí na vlastnostech měřicích přístrojů. Shodně se rovná chybě měření při použití hypotetických "ideálních" měřících přístrojů v MIM. Metodická chyba charakterizuje potenciální vlastnosti daného MIM, které by měl při použití „ideálních“ měřících přístrojů.

Poznámka. „Ideal“ je měřicí přístroj, který má následující vlastnosti: jeho chyba v reálných podmínkách použití je nulová; jeho interakce s měřeným objektem, s jiným měřicím přístrojem, s technickým zařízením připojeným k jeho výstupu nemá vliv na chybu měření; jeho prostorové rozlišení (pokud to má smysl) je nekonečně velké (tj. při měření veličin, které jsou funkcemi prostorových souřadnic, rozlišuje měřicí přístroj změny měřené veličiny způsobené nekonečně malými změnami argumentů - prostorových souřadnic).

7. CHYBA MIM – zobecněný koncept, který kombinuje chyby měření vlastní všem výsledkům měření získaným pomocí implementace tohoto MIM, za podmínek specifikovaných pro tento MIM.

8. IMPLEMENTACE MIM - praktická implementace MIM: specializovaná měřicí instalace odpovídající tomuto MIM;

připojení (případně dočasně smontované) měřeného objektu, měřicích přístrojů a dalších technických prostředků stanovených tímto MVI;

pro nejjednodušší MIM - jeden měřicí přístroj, který umožňuje provést postup (techniky) stanovené tímto MVI a získat výsledek měření.

Poznámka . Pokud podmínky pro použití implementace MIM odpovídají specifikovaným podmínkám pro použití MIM, pak by charakteristiky chyb měření prováděných pomocí této implementace MIM neměly překračovat limity normalizované pro tento MIM.

9. VÝSLEDEK MĚŘENÍ - posouzení (realizace náhodná proměnná) skutečnou hodnotu měřené veličiny, získanou „měřením“.

Poznámka . Náhodná veličina je zde soubor výsledků měření určité měřitelné veličiny, kterou lze získat pomocí určité implementace MVI.

(se změnou #1)

Státní výbor Ruské federace pro normalizaci a metrologii

Všeruský výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

GSI. VOLBA METOD A MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ PŘI VÝVOJI MĚŘICÍ TECHNIKY. OBECNÁ USTANOVENÍ

MI 1967-89

Moskva, 1989

INFORMAČNÍ ÚDAJE

ROZVINUTÝ Všesvazový výzkumný ústav metrologické služby (VNIIMS)

Účinkující

M.A. Zemelman, Ph.D. tech. vědy (vedoucí tématu),

JIM. Tronova

SCHVÁLENÝ VNIIMS 09.02.89

REGISTROVANÝ VNIIMS 13.02.89

I. OBECNÁ USTANOVENÍ

2. PŘEDBĚŽNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A NÁSTROJŮ

3. OBECNÁ PRAVIDLA A PODMÍNKY PRO STANOVENÍ CHARAKTERISTIKY CHYBY MĚŘENÍ

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

5. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY NEPŘÍMÝCH MĚŘENÍ

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

APLIKACE

GOST 8.009-84 "GSI. Normalizované metrologické charakteristiky měřicích přístrojů“;

"Metodický materiál o aplikaci GOST 8.009-84";

RD 50-453-84 „Směrnice. Charakteristika chyby měřicích přístrojů v reálných provozních podmínkách. Metody výpočtu“;

MI 1317-86 „Směrnice. GSI. Výsledky a charakteristiky chyb měření. Prezentační formuláře. Metody použití při testování vzorků výrobků a sledování jejich parametrů“;

MI 1730-87 „Směrnice. GSI . Chyby nepřímých měření procesních parametrů. Metody výpočtu".

I. OBECNÁ USTANOVENÍ

1.1. Volba metod a prostředků měření v procesu vývoje MIM se provádí na základě následujících výchozích údajů:

typ a v případě potřeby popis: objektů měření; vlastnosti objektu, které musí být stanoveny v souladu s úkolem měření; další vlastnosti měřeného objektu, které mohou ovlivnit chyby měření;

druh měřené veličiny, rozsah jejích možných hodnot, nejvyšší možná frekvence (rychlost) její změny, typ (určitá deterministická funkce, náhodná funkce atd.) a frekvenční spektrum procesu (signálu), jehož informativním parametrem je naměřená hodnota (pokud se jedná o parametr nebo funkcionalitu nějakého procesu).

Nejnovější data jsou akceptována jako výchozí v případech, kdy v souladu s úkolem měření a typem měřeného objektu nejsou potíže s výběrem hodnoty, která by měla být brána jako měřená. Pokud tato volba není zřejmá, měl by se na základě zbývajících daných výchozích dat sestavit model měřeného objektu a jako měřená veličina zvolit určitý parametr nebo funkcionalitu parametrů modelu měřeného objektu. Poté se stanoví charakteristiky měřené veličiny potřebné pro volbu metod a měřicích přístrojů;

charakteristiky vnějších podmínek pro měření a provozní režimy měřených objektů (dále jen vnější podmínky), které mohou ovlivnit chyby měření;

meze přípustných charakteristik chyby měření, které musí splňovat všechny (jakékoli) výsledky měření získané aplikací implementací vyvinutého MIM (požadavky na chyby MIM) za daných podmínek.

Stupeň specifičnosti zadaných výchozích dat významně ovlivňuje blízkost charakteristik chyby měření, stanovené výpočtem v procesu výběru metod a měřicích přístrojů, ke skutečným charakteristikám chyby měření vlastní danému MIM za daných podmínek.

Poznámka. MVI lze zamýšlet i pro obecnější použití, než jsou měření, operace pro získání určitých konečných výsledků (výsledky zkoušek, kontrola výrobků, technická diagnostika strojů atd.). V tomto případě jsou výsledky měření mezivýsledky, podle kterých jsou konečné výsledky stanoveny na základě známých funkčních vztahů konečných výsledků s výsledky měření. Požadavky na chyby takového MIM jsou stanoveny na základě známých funkčních vztahů mezi ukazateli stupně správnosti konečných výsledků s chybami měření a stanovenými přípustnými hodnotami těchto ukazatelů.

Pro operace zkoušení vzorků výrobků a sledování parametrů vzorků výrobků jsou odpovídající funkční vztahy, jakož i inženýrské metody pro stanovení chyb při zkoušení vzorků výrobků a ukazatele spolehlivosti pro sledování parametrů vzorků výrobků podle známých charakteristik chyb měření uvedeny v MI 1317-86. Pomocí vzorců a grafů uvedených v MI 1317-86 je možné řešit i inverzní problém: stanovit meze přípustných charakteristik chyb měření podle daných přípustných charakteristik chyb při zkoušení vzorků výrobků nebo přípustných ukazatelů spolehlivosti sledování parametrů vzorků výrobků.

1.2. Volba metod a prostředků měření podle uvedených výchozích údajů je mnohorozměrný problém, jehož přijatelné metrologické řešení lze získat různými poměry složek chyby měření, tzn. s různým MVI. Za racionální je nutné považovat takové řešení tohoto problému, které minimalizuje náklady na měření (včetně metrologické údržby měřidel) za předpokladu zajištění stanovených mezí přípustných charakteristik chyby měření za daných podmínek s přihlédnutím ke všem, nejen metrologickým, požadavkům na MIM.

1.3. Výběr metod a prostředků měření by měl být založen na zohlednění následujících faktorů specifických pro úkoly měření a pro MIM.

1.3.1. Naměřená hodnota odpovídá určitému modelu předmětu měření, který je považován za adekvátně odrážející vlastnosti předmětu, který by měl být studován měřením (MI 1317-86). Jakýkoli přijatý model přitom prakticky jen přibližně odráží studované vlastnosti měřeného objektu.

Příklady:

1. Při plánování měření elektrického výstupního napětí A (t) Aby bylo možné studovat výkon uvolněný v zátěži, měla by se jako naměřená hodnota brát efektivní (efektivní) hodnota napětí

Kde T- časový interval, ve kterém se zjišťuje efektivní hodnota napětí; t- aktuální čas.

Na základě apriorních informací o obvodu generátoru je nutné zpřesnit funkcionalitu (1), aby bylo možné zvolit typ přístroje pro měření napětí (zejména z hlediska rozsahu pracovní frekvence). Může být možné modelovat výstupní napětí generátoru jako sinusový časově proměnný proces. Potom pro přibližnou volbu typu přístroje na měření napětí lze funkci (1) zapsat jako

2. Při plánování měření vnitřního průměru pouzdra pro studium možného stupně utěsnění spoje pouzdra s jím procházející hřídelí byl na základě apriorních informací o konstrukci pouzdra přijat model vnitřního povrchu pouzdra ve formě přímého kruhového válce. V tomto případě může být vnitřní průměr objímky v kterémkoli z jejích průřezů na jakékoli úhlové souřadnici brán jako naměřená hodnota.

Ve skutečnosti se vnitřní povrch objímky, vzhledem ke zvláštnostem jeho výrobní technologie, může poněkud lišit od přímého kruhového válce, například může mít určité zúžení a průřezy se mohou mírně lišit od kruhu. Proto přijatá naměřená hodnota - průměr v libovolném průřezu na jakékoli úhlové souřadnici - plně neodpovídá vlastnostem samotné objímky a úkolu, pro který se měření provádějí, a stanovení možného stupně utěsnění spoje objímky a hřídele.

1.3.2. Je možné použít sekundární proces (viz příloha). Proces je charakterizován určitou funkční závislostí svého informativního parametru na měřené hodnotě. Tato funkce v obecném případě obsahuje řadu parametrů, které nezávisí na měřené hodnotě, ale jejich změny mohou ovlivnit chybu měření. Tyto parametry se mohou měnit spontánně nebo pod vlivem jakýchkoli faktorů v rámci limitů, které musí být stanoveny během analýzy chyb MIM.

1.3.3. Měřená veličina (u nepřímých měření - veličina podrobená přímému měření) se z měřeného objektu přenáší do měřidla (prostředku) v obecném případě tak, aby nebyla zajištěna přísná rovnost rozměrů měřené veličiny na měřeném objektu a na vstupu měřidla.

Příklad. Při přímém měření vnitřního průměru objímky nelze měřicí přístroj prakticky instalovat tak, aby přesně vnímal délku segmentu, který je „z definice“ považován za průměr objímky: je prakticky nemožné nainstalovat měřicí přístroj přesně v rovině průřezu a podél průměru; je prakticky instalován v rovině pouze blízké rovině příčného řezu a podél tětivy pouze blízko průměru.

1.3.4. U nepřímých měření se výsledek měření vypočítává z výsledků přímých měření. Pokud je v tomto případě naměřená hodnota funkcí několika argumentů, jsou tyto argumenty podrobeny přímému měření. Pokud je naměřená hodnota funkcí funkce jednoho argumentu, je funkce podrobena přímým měřením pro různé hodnoty argumentu.

1.3.5. U nepřímých měření je výsledek měření vypočítán (automaticky nebo operátorem) podle určitého algoritmu (vzorce), který není vždy striktně shodný s přijatou „definicí“ měřené veličiny.

1.3.6. Nepřímá měření funkcionálů spojitých funkcí lze provádět pomocí přímých měření funkcí pro diskrétní hodnoty jejich argumentů.

Strana 1

strana 2

strana 3

strana 4

strana 5

strana 6

strana 7

strana 8

strana 9

strana 10

strana 11

strana 12

strana 13

strana 14

strana 15

strana 16

strana 17

strana 18

strana 19

strana 20

strana 21

strana 22

strana 23

strana 24

strana 25

strana 26

STÁTNÍ VÝBOR PRO NORMY SSSR

STÁTNÍ SYSTÉM ZAJIŠTĚNÍ JEDNOTNOSTI MĚŘENÍ.

VOLBA METOD A MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ PŘI VÝVOJI
MĚŘICÍ TECHNIKY

OBECNÁ USTANOVENÍ

2.1.6. Sestavte schéma zapojení měřicích přístrojů s předmětem měření, mezi sebou (pokud jich je více), s jinými technickými prostředky.

2.1.7. Pokud se předpokládá, že pro splnění požadavků na chybu MIM bude nutné snížit vliv náhodných složek chyby měření při měření, je předběžně stanoven počet měření (pozorování) a odpovídající algoritmus pro zpracování jejich jednotlivých výsledků.

2.1.8. Pokud se předpokládá, že pro splnění požadavků na chybu MVI bude nutné snížit systematické složky chyby měření při měření, volí se způsob eliminace (snížení) systematických složek chyby.

2.2. Výsledkem práce podle odstavců. 2.1.1 - 2.1.8 je dokončen předběžný výběr metod a měřicích přístrojů, tzn. vyvinul první návrh MVI.

3. OBECNÁ PRAVIDLA A PODMÍNKY PRO STANOVENÍ CHARAKTERISTIKY CHYBY MĚŘENÍ

3.1. Na základě uvedených výchozích dat a analýzy prvního projektu MIM je proveden výpočet charakteristik chyb měření, které mohou být vlastní jakýmkoliv výsledkům měření získaných pomocí implementací tohoto MIM za daných podmínek.

Při výpočtu charakteristik chyb měření odpovídajících prvnímu návrhu MVI se jejich normalizované hodnoty berou jako metrologické charakteristiky měřicích přístrojů.

3.2. Měly by být stanoveny právě ty charakteristiky celkové (celkové) chyby měření, jejichž meze přípustných hodnot jsou uvedeny v počátečních datech pro výběr metod a měřicích přístrojů (bod 1.1). Typy charakteristik chyb měření jsou uvedeny v MI 1317-86. Vyberou se ty charakteristiky (disperze nebo moduly co největších hodnot) složek, jejichž součtem se určí požadovaná charakteristika celkové (celkové) chyby měření.

Poznámka. Při sčítání charakteristik, které tvoří chyby měření, se použijí stejné metody, které jsou doporučeny v " metodický materiál o použití GOST 8.039 -84 "a v RD 50-453-84 pro sčítání chybových složek měřicích přístrojů, jakož i další metody součtu odůvodněné v každém konkrétním případě.

3.3. Pokud TIM počítá se snížením vlivu náhodné složky chyby přímého měření vícenásobným přímým měřením (bod 2.1.7), pak se do výpočtu namísto jeho charakteristiky zavede charakteristika náhodné chyby aritmetického průměru výsledku vícenásobných přímých měření (s jejich přijatým počtem). V tomto případě je indikovaný aritmetický průměr brán jako konečný výsledek přímého měření.

3.4. Pokud systematická složka chyby měření (odst. 2.1.8) zahrnuje složky, jejichž hodnoty jsou konstantní a známé (nebo je lze určit), lze tyto z chyby měření vyloučit, tzn. lze provést korekce výsledku měření. Pokud MVI předpokládá zavedení úprav výsledků měření, pak namísto charakteristik systematické složky chyby měření jako charakteristik náhodné veličiny (viz „Metodický materiál pro aplikaci GOST 8.009-84“) se do výpočtu zavedou charakteristiky nevyloučeného rezidua systematické chyby jako charakteristiky náhodné veličiny. Poté je při měření pomocí tohoto MIM povinné zavést do výsledků měření korekce.

3.5. Podle toho, jaké charakteristiky vnějších podmínek měření jsou dány, lze vypočítat různé charakteristiky chyby měření v reálných podmínkách měření.

3.5.1. Pokud jsou ve výpočtu uvedeny a použity konkrétní hodnoty ovlivňujících veličin se zanedbatelně malými možnými odchylkami (například teplota životní prostředí(20 ± 2) °С; napájecí napětí (220 ± 5) V), pak vypočtené charakteristiky chyb měření odpovídají použití implementací MVI právě při těchto hodnotách ovlivňujících veličin.

3.5.2. Pokud jsou ve výpočtu zadány a použity spodní a horní meze možných hodnot ovlivňujících veličin (například okolní teplota od minus 30 do plus 50 °C; napájecí napětí od 180 do 230 V), pak lze vypočítat pouze největší charakteristiky chyb měření, které odpovídají okrajovým podmínkám pro použití MIM.

3.5.3. Pokud jsou dány (nebo předpokládány) charakteristiky ovlivňujících veličin jako náhodných procesů a výpočet využívá charakteristiky chyby měření jako funkce náhodného argumentu (ovlivňující veličiny). Metodika takového výpočtu charakteristik chyb měřicích přístrojů (právě ony přispívají k chybě měření v závislosti na ovlivňujících veličinách) je uvedena v příloze "Metodický materiál pro aplikaci GOST 8.009-84".

3.6. Podle toho, jaké jsou známé (z uvedených výchozích údajů) dočasné resp spektrální charakteristiky z naměřené hodnoty nebo signálu, jehož informativním parametrem je naměřená hodnota, a dynamických charakteristik měřicích přístrojů používaných v MVI (z regulačních a technických dokumentů pro měřicí přístroje aplikovaných typů), lze vypočítat různé charakteristiky dynamické chyby měřicích přístrojů (viz "Metodický materiál k aplikaci GOST 8.009-84").

3.7. Při analýze prvního projektu MIM je nutné zkontrolovat, zda kvůli některým vlastnostem MIM (například kvůli použití pomocných technických prostředků, dostupnosti komunikačních kanálů mezi technickými prostředky MVI atd.) nevznikají další složky chyby měření, kromě těch, které jsou uvažovány v částech 4 a 5. Měly by být zohledněny ve výpočtu, pokud způsobí zvýšení vypočtených charakteristik chyb měření alespoň o 2 - 5 %.

Při analýze prvního projektu MIM lze v případě potřeby (neexistují dostatečné informace o vlastnostech metod a měřicích přístrojů) provést experimentální studie k získání požadovaných dat. K tomu je nutné provést (zhotovit) model implementace MMI, odpovídající prvnímu projektu MMI, nebo, pokud nejsou informace o vlastnostech měřidel, vybrat vzorky měřidel pro výzkum.

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

4.1. Při výpočtu charakteristiky chyby přímých měření se doporučuje tuto chybu rozdělit do tří skupin složek: metodická, přístrojová, personální.

4.2. Na základě počátečních údajů; analýza schématu zapojení v MMI měřicích přístrojů s objektem měření, mezi sebou navzájem as dalšími technickými prostředky používanými v MVI; s přihlédnutím k faktorům MVI uvedeným v odstavcích. 1.3.1 - 1.3.3 identifikovat a určit charakteristiky následujících možných hlavních metodologických chyb přímých měření.

4.2.1. Chyba způsobená rozdílem mezi přijatým modelem měřeného objektu a (neznámým) modelem, který by adekvátně odrážel vlastnosti měřeného objektu studovaného měřením, a (nebo) rozdílem mezi parametrem (funkčním) modelu, braným jako naměřená hodnota, a parametrem (funkčním), „přiměřeněji“ odrážejícím studovanou vlastnost měřeného objektu (bod 1.3.1).

Příklady:

1. Za podmínek příkladu 2, bod 1.3.1, je vnitřní povrch pouzdra ve skutečnosti komolý eliptický kužel poněkud odlišný od přímého kruhového válce. Můžeme tedy předpokládat, že úloha měření odpovídá přijetí jako měřené veličiny, nikoli průměru d vnitřní kruh v libovolném průřezu objímky (jak je obvyklé v příkladu 2 článku 1.3.1) a například funkční znak formuláře

Kde n\u003d 2 - počet průřezů objímky, z nichž každý m měření průměru d(A i) elipsy s úhlovou souřadnicí a i = 360/2m(i - 1); i = 1,..., m.

d kruh v libovolném průřezu objímky vede k metodické chybě rovné

2. Za podmínek příkladu 2, část 1.3.1 je pouzdro ve skutečnosti zdeformovaný komolý eliptický kužel: tvořící čárou vnitřního povrchu pouzdra nejsou přímky, ale křivky, například paraboly malého zakřivení. Můžeme tedy předpokládat, že úloha měření odpovídá přijetí jako naměřené hodnoty např. funkcionálu ve tvaru

Převzetí jako naměřená hodnota průměru d vnitřní kruh v libovolném průřezu objímky vede v tomto případě k metodické chybě měření rovné

Charakteristiky metodických chyb (8) a (10) lze vypočítat na základě výchozích informací o možných odchylkách tvaru vnitřní plochy objímky od přímého kruhového válce. V případě potřeby lze tyto chyby snížit, pokud se místo přímého měření průměru vnitřního kruhu použije nepřímé měření, přičemž se jako naměřená hodnota vezme funkcional (7) nebo (9). To by vedlo ke komplikaci MMI - ke komplikaci algoritmu pro stanovení výsledku měření, ale snížilo by to metodickou chybu měření.

Poznámka. Metody zjišťování metodické chyby měření, vzhledem k nevhodnosti přijatého modelu měřeného objektu, patří k nejméně rozvinutým oblastem metrologie. To je způsobeno praktickou absencí formálních metod pro vytváření takových modelů objektů měření, které jsou striktně adekvátní objektům a úlohám měření. Určení této metodické chyby měření proto vyžaduje nejen vysokou kvalifikaci, ale také zkušenosti a inženýrskou intuici vývojářů MMI.

Příklad. Funkce závislosti informativního parametru sekundárního procesu na měřené hodnotě má neinformativní parametr l. Jeho změna Dl vůči jmenovité hodnotě l 0 způsobí změnu informativního parametru na sekundární proces (tj. odpovídající metodická chyba měření), rovna. Zde se bere v úvahu, že změny v Dl jsou dostatečně malé, takže ve výrazu pro D načlenové obsahující (Dl) k na k> 1 lze zanedbat.

4.2.3. Chyba v přenosu veličin podrobených přímým měřením z objektu měření do měřicích přístrojů (bod 1.3.3).

Poznámka. Tato chyba nezahrnuje složku chyby měření způsobenou interakcí měřicích přístrojů s objektem měření (viz "Metodický materiál o aplikaci GOST 8.009-84"), která závisí na vlastnostech měřicích přístrojů, a proto se podle definice vztahuje k chybám měření přístrojů.

Příklad. Za podmínek příkladu 2 článku 1.3.1 by pro měření vnitřního průměru objímky měl být citlivý prvek měřicího přístroje (například nožičky vnitřního měřidla) instalován v rovině přísně kolmé k ose objímky. Ve skutečnosti je citlivý prvek měřicího přístroje téměř vždy instalován v rovině svírající s osou pouzdra úhel, který je blízko, ale není rovný přesně 90°. V důsledku toho se velikost naměřené hodnoty, vnímaná měřicím přístrojem, liší od velikosti průměru d pouzdra o množství (odpovídající chybou metodického měření) rovné D d » d a/2, kde a je malý úhel mezi rovinou kolmou k ose objímky a rovinou, ve které se nachází citlivý prvek měřicího přístroje.

4.3. V souladu s "Metodickým materiálem pro aplikaci GOST 8.009-84" přístrojové chyby přímých měření zahrnují chyby, které závisí na vlastnostech měřicích přístrojů: chyby měřicích přístrojů; složky chyby měření v důsledku interakce měřicích přístrojů s předmětem měření; složka chyby měření v důsledku konečného prostorového rozlišení měřicích přístrojů.

4.3.1. Chyba měřicích přístrojů se zpravidla dělí na následující složky: základní chyba; další chyby; dynamická chyba. V souladu s tím v regulačních a technických dokumentech jako metrologické charakteristiky měřidel normalizují: charakteristiky základní chyby měřidel; charakteristiky citlivosti měřicích přístrojů na ovlivňující veličiny; dynamické charakteristiky měřicích přístrojů (GOST 8.009-84).

V této fázi vývoje TIM se charakteristiky přídavných a dynamických chyb měřidel zjišťují výpočtem podle normalizovaných metrologických charakteristik měřidel vybraných typů a podle výchozích údajů (bod 1.1). Obecný přístup k výpočtu chybových charakteristik měřicích přístrojů v reálných podmínkách jejich použití je uveden v "Metodickém materiálu pro aplikaci GOST 8.009-84"; metody výpočtu - v RD 50-453-84.

4.3.2. Charakteristiky chybové složky přímých měření, v důsledku interakce měřicího přístroje s předmětem měření, se zjišťují výpočtem podle odpovídající normalizované metrologické charakteristiky měřicích přístrojů tohoto typu (GOST 8.009-84) a charakteristiky výstupního obvodu měřeného objektu.

Pro případ lineárního výstupního obvodu měřeného objektu a vstupního obvodu měřicího přístroje, který odebírá energii z měřeného objektu, je způsob výpočtu této složky chyby měření uveden v "Metodickém materiálu pro aplikaci GOST 8.009-84".

4.3.3. Při přímých měřeních veličin, které jsou funkcí prostorových souřadnic, se charakteristiky složky chyby měření, vzhledem ke konečnému prostorovému rozlišení měřicích přístrojů, určují výpočtem podle charakteristiky rozlišení, normalizované pro měřicí přístroje zvoleného typu, a podle přibližné formy naměřené funkce prostorových souřadnic, která (je-li třeba vzít v úvahu tuto složku chyby měření) by měla být uvedena jako výchozí údaje pro výběr součásti a chyba měření.

Poznámka. Základy pro výpočet přístrojové chyby přímých měření v reálných podmínkách používání měřicích přístrojů podle jejich normalizovaných metrologických charakteristik jsou uvedeny v "Metodickém materiálu pro aplikaci GOST 8.009-84". Viz také RD 50-453-84.

4.4. Osobní chyba měření zahrnuje složku chyby přímých měření, způsobenou chybou odečítání indikací obsluhou na stupnici měřicích přístrojů, podle schémat záznamových přístrojů apod. Charakteristiky osobní chyby jsou stanoveny na základě normalizované (GOST 8.009-84) nominální ceny dílků stupnice měřicího přístroje (nebo papírového grafu záznamového přístroje) zvoleného typu s přihlédnutím ke schopnosti „průměrného“ operátora interpolovat v rámci dílku stupnice.

Příklad. Jmenovitá hodnota dílku jednotné stupnice voltmetru je X případů[V]. Délka dělení je l případy[mm]. Například se předpokládá, že "průměrný" operátor může interpolovat v rámci dělení v krocích po 0,2 dílku, tzn. o 0,2 l případy. Pak nejvyšší hodnotu osobní chyba se vypočítá podle vzorce

4.5. Výpočet chybových charakteristik přímých měření se provádí v následujícím pořadí.

Poznámka. Charakteristiky složek celkové (celkové) chyby přímých měření jsou vyjádřeny na stupnici a v jednotkách naměřených hodnot.

4.5.1. Charakteristiky tří (bod 4.2.1 - 4.2.3) metodických chyb přímých měření se zjišťují samostatně.

4.5.2. Charakteristiky tří (bod 4.3.1) chybových složek měřicích přístrojů a dvou dalších (body 4.3.2, 4.3.3) přístrojových chyb přímých měření se stanoví samostatně.

Je-li jako měřicí přístroj použit měřicí systém, jehož metrologické vlastnosti nejsou obecně normalizovány, ale metrologické vlastnosti jeho součástí (primární a mezilehlé měřicí převodníky, spínače, sekundární měřicí přístroje) jsou normalizovány, musí být metrologické charakteristiky měřicích kanálů měřicího systému nejprve vypočteny podle normalizovaných metrologických charakteristik jeho součástí (přístup k takovým výpočtům a zásady pro regulaci metrologických charakteristik měřicích systémů pro měřicí systémy GOST jsou „M. 09-84" a v MI 202-80).

4.5.3. Určete charakteristiky osobních chyb měření (bod 4.4).

4.5.4. Charakteristiky chyby přímých měření za daných podmínek jsou určeny sečtením (bod 3.2) charakteristik všech jejích složek.

5. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY NEPŘÍMÝCH MĚŘENÍ

5.1. Při výpočtu charakteristik chyby nepřímých měření na základě zvoleného postupu a technických prostředků MMI s přihlédnutím k faktorům MMI uvedených v odstavcích. 1.3.4 - 1.3.6 je třeba vzít v úvahu kromě chyb přímých měření, podle jejichž výsledků se počítají výsledky nepřímých měření, také metodické chyby nepřímých měření a možnou korelaci chyb přímých měření.

Poznámka. Charakteristiky složek celkové (celkové) chyby nepřímých měření jsou vyjádřeny na stupnici a v jednotkách naměřených hodnot.

5.1.1. Chyba ve výpočtu výsledků nepřímých měření může být způsobena: rozdílem mezi algoritmem (vzorcem) výpočtů a striktní funkcí (funkcí) závislosti veličin určených nepřímým měřením na veličinách podrobených přímému měření; konečný počet číslic výsledků přímých a nepřímých měření atd. (body 1.3.4; 1.3.5).

Příklad. Je nutné měřit množství ropy dodané spotřebiteli potrubím v průběhu času T. Na základě apriorních informací o podmínkách výroby, úpravy, přepravy ropy je jako model toku ropy přijat náhodný proces. Naměřená hodnota by měla být brána jako integrál

Kde q- okamžitá spotřeba oleje, tzn. množství ropy protékající průřezem potrubí za jednotku času; t- aktuální čas.

Nepřímé měření naměřené hodnoty se provádí spočítáním počtu otáček snímače průtoku turbíny instalovaného v průřezu ropovodu a vynásobením tohoto čísla koeficientem K, rovnající se hmotnosti ropy protékající tímto ropovodem během jedné otáčky snímače průtokoměru turbíny. Výsledek tohoto nepřímého měření se vypočítá podle vzorce

Kde nT- počet otáček snímače počítaný za čas T.

Metodická chyba měření, vzhledem k tomu, že výsledek měření je vypočítán vzorcem, který se liší od vzorce, který určuje naměřenou hodnotu, je rovna

5.2. U nepřímých měření mohou složky chyby měření (zpravidla přístrojové) vznikat v důsledku korelace (vzájemné nebo autokorelace) přímých chyb měření (kap. 1.3.7).

Účtování těchto složek umožňuje zpřesnit hodnoty charakteristik chyby měření, tzn. přiblížit jejich vypočítané hodnoty skutečným hodnotám.

Vzájemnou korelaci chyb v přímých měřeních lze stanovit zpravidla pouze experimentální studií implementací MIM. Pokud tato studie ukazuje, že koeficient vzájemné korelace může být významný, pak by dokument upravující tento MIM (norma, popis, pas atd.) měl uvádět podmínky, za kterých složka chyby měření v důsledku vzájemné korelace přímých chyb měření nepřekročí určitou normu.

Autokorelační funkci chyby přímých měření (nebo jejích parametrů) lze určit experimentální studií implementace MVI nebo z normativního a technického dokumentu pro vybraný typ měřicích přístrojů, pokud tento dokument normalizuje autokorelační funkci (nebo její parametry) chyby měřicích přístrojů tohoto typu (GOST 8.009-84).

5.3. Charakteristiky celkové (celkové) chyby D nepřímých měření se stanoví výpočtem na základě vzorce (15) celkové chyby jako součtu (kombinace) dílčích chyb: váženého součtu (kombinace) chyb D X i přímé měření argumentů X i funkcí F(X i,..., Xm) závislost měřené veličiny na veličinách Х i podroben přímému měření; metodologická chyba D alg, kvůli rozdílu v algoritmu pro výpočet výsledku nepřímého měření od skutečné funkce F(X i,..., Xm) (bod 5.1.1); metodická chyba D a z důvodu diskrétnosti argumentů, kterými se vypočítává výsledek nepřímého měření (bod 5.1.2)

Poznámky:

1. Vzorec (15) je symbolický záznam sjednocení složek chyby nepřímých měření funkce F(X 1 ,..., Xm). Na základě tohoto vzorce je možné vypočítat matematické očekávání, rozptyl a další potřebné charakteristiky chyby nepřímých měření.

2. U takových nepřímých měření, jejichž výsledky se počítají pomocí soustav rovnic (kumulativní, společná měření) nebo jako funkcionálů, by měly být celkové (celkové) chyby měření určeny na základě vzorců, které berou v úvahu, jako vzorec (15), všechny potřebné složky, ale specifikované v závislosti na typu konkrétních soustav rovnic a funkcionálů, jejichž řešení určuje výsledek měření.

5.4. Výpočet charakteristik chyby nepřímých měření se provádí s ohledem na pokyny v odstavci 3.2 v sérii.

5.4.1. Určete charakteristiky chyby každého z přímých měření uvedených v TIM (body 4.5.1 – 4.5.4).

5.4.2. Určete charakteristiky metodických chyb, nepřímých měření (bod 5.1.1).

5.4.3. Charakteristiky celkové (celkové) chyby nepřímých měření jsou určeny na základě vzorce (15).

5.5. Pokud je možné experimentálně určit vzájemnou korelaci mezi chybami přímých měření, vypočte se rozptyl chyby nepřímých měření na základě vzorce (15) vzorcem

Zde a jsou vystředěné náhodné složky odpovídajících chyb; - disperze;

Matematické očekávání součinů chyb a: jejich vzájemný korelační moment.

Pokud neexistuje vzájemná korelace mezi přímými chybami měření nebo se nebere v úvahu, odchylka nepřímé chyby měření je určena prvními dvěma členy vzorce (16).

Poznámka. Metody pro výpočet chyb nepřímých měření jsou rovněž uvedeny v MI 1730-87.

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

6.1. Vypočtené charakteristiky chyby měření za daných podmínek jsou porovnány s danými mezemi jejich přípustných hodnot. V tomto případě lze rozlišit čtyři případy.

6.1.1. Hodnoty charakteristik chyby měření se pohybují v rozmezí od cca 20 do 60 % odpovídajících mezí přípustných hodnot.

6.1.2. Hodnoty charakteristik chyby měření se pohybují v rozmezí přibližně od 60 do 100 % mezí přípustných hodnot.

6.1.3. Hodnoty charakteristik chyby měření přesahují jejich přípustné hodnoty.

6.1.4. Hodnoty charakteristik chyby měření jsou menší než 20 % mezí jejich přípustných hodnot.

6.2. V případě uvedeném v bodě 6.1.1 lze volbu metod a měřicích přístrojů považovat za úplnou, tzn. je účelné přijmout první návrh MVI jako konečný MVI.

6.3. V případě specifikovaném v článku 6.1.2 je vhodné zvážit otázku snížení chyby MIM, protože výpočet je nevyhnutelně přibližný a chyby ve vypočítaných charakteristikách chyby měření mohou dosáhnout 20–30 %.

Porovnání metodologických (odstavce 4.2.1 - 4.2.3; 5.1.1) a instrumentálních (odstavce 4.3.1 - 4.3.3) chyb; složky chyby nepřímých měření v důsledku korelace chyb přímých měření (body 5.2; 5.3; 5.5); osobní chyba měření (bod 4.4), rozhodnout, jaké změny by měly být zavedeny do MMI, aby se charakteristiky chyby měření snížily na přibližně 50 - 60 % mezí jejich přípustných hodnot při nejnižších nákladech a zároveň splnily všechny ostatní požadavky na MVI.

6.4. V případě specifikovaném v bodě 6.1.3 je nutné zavést změny v MMI, aby se zajistilo snížení charakteristik chyby měření. V tomto případě by se člověk měl řídit doporučeními v článku 6.3.

6.5. V případě uvedeném v článku 6.1.4 je možné pomocí některých zjednodušení MIM zajistit nižší náklady na implementaci MIM při splnění všech požadavků na ně. Porovnání metodologických (odstavce 4.2.1 - 4.2.3; 5.1.1) a instrumentálních (odstavce 4.3.1 - 4.3.3) chyb; složky chyby nepřímých měření v důsledku korelace chyb přímých měření (body 5.2; 5.3; 5.5); osobní chyba měření (bod 4.4), rozhodnout, jaké změny je vhodné zavést do MIM, aby se co nejvýhodněji zvýšily charakteristiky chyby měření na přibližně 50 - 60 % mezí jejich přípustných hodnot při splnění všech ostatních požadavků na MVI.

6.6. Po provedení jakýchkoli změn v TIM je nutné zkontrolovat, zda jsou splněny podmínky článku 6.1.1 a všechny ostatní požadavky na TIM.

Pokud jsou výsledky této kontroly pozitivní, tzn. jsou splněny podmínky bodu 6.1.1 a další požadavky na MMI, je nutné pro tento MMI normalizovat meze přípustných hodnot chybových charakteristik MMI, tzn. chyby jakýchkoliv výsledků měření, které budou získány při použití implementací tohoto MIM za daných podmínek.

Normy je účelné nastavit tak, aby o 10–20 % překračovaly získané vypočtené hodnoty největších možných hodnot charakteristiky chyby měření, ale nepřekračovaly stanovené požadavky na charakteristiky chyby měření.

6.7. Pokud jsou výsledky ověření specifikovaného v bodě 6.6 negativní, je nutné znovu zvážit otázku příslušných změn v TIM, které zajistí splnění podmínky v bodě 6.1.1 a všech ostatních požadavků na TIM. Tento postup se musí opakovat, dokud nebudou získány pozitivní výsledky ověření specifikovaného v článku 6.6.

Pokud není možné vybrat typ měřidel ze stávajících, je nutné vyvinout potřebná měřidla nebo pokud možno změnit (usnadnit) výchozí požadavky stanovené pro vývoj MIM. V případě potřeby je povoleno provádět změny na použitých měřicích přístrojích, které neovlivňují jejich hlavní provozní režim. Před použitím musí být takový měřicí přístroj certifikován jako nenormalizovaný měřicí přístroj.

6.8. V procesu vývoje MIM je nutné stanovit metody a prostředky pro sledování souladu chybových charakteristik implementací MIM se standardy pro něj přijatými (článek 6.6). V dokumentu upravujícím MVI (norma, popis, pas atd.) musí být uvedena požadovaná frekvence kontroly, přijatelné charakteristiky spolehlivosti kontroly a doporučené metody kontroly.

APLIKACE

Odkaz

VYSVĚTLENÍ POUŽITÉ POJMŮ

1. SEKUNDÁRNÍ PROCES - proces vybuzený měřeným objektem, který se fyzikální podstatou liší od měřené hodnoty, jehož alespoň jeden parametr je spojen s měřenou hodnotou známou funkční závislostí.

Příklad. Při měření teploty média optickým pyrometrem je sekundárním procesem tepelné záření média (v oblasti optických vlnových délek) a informativním parametrem sekundárního procesu je intenzita tepelného záření působícího na pyrometr. Funkce závislosti informativního parametru (intenzita) sekundárního procesu (tepelného záření) na měřené hodnotě (teplota okolí) má neinformativní parametr - vlnovou délku záření.

Poznámka. Vysvětlení termínu "nepřímé měření" viz poznámka 3.

2. NAMĚŘENÁ HODNOTA - parametr (nebo funkcionalita parametrů) modelu objektu měření, odrážející vlastnost objektu měření, jehož definice je úkolem měření.

Poznámky:

3. Měření pomocí "sekundárního procesu" lze podle fyzikálních principů zařadit do skupiny nepřímých měření. Je však vhodné oddělit měření, u kterých je výsledek měření vypočítáván (obsluhou nebo automaticky) na základě výsledků přímých měření, a měření, u kterých se využívá funkční závislost měřené veličiny na veličině, která je fyzikální povahy, ale výpočty se při určování výsledku měření neuplatňují a funkční vztah mezi měřenou veličinou a informativním parametrem sekundárního procesu je zohledněn v nominální převodní funkci měřicích přístrojů. Při měření pomocí sekundárního procesu není potřeba zohledňovat konkrétní metodické chyby, které ovlivňují chybu měření, když je výsledek měření stanoven výpočtem z výsledků přímých měření. Pro praktické výpočty by měla být měření pomocí sekundárního procesu klasifikována jako přímá, pokud jsou výsledky měření stanoveny přímo z indikátorů měřicích přístrojů.

5. ZPŮSOB PROVÁDĚNÍ MĚŘENÍ (MP) - soubor technik (postupu) pro použití určitých typů měřidel a jiných technických prostředků spojených s objektem a mezi sebou, určených k získání výsledků měření.

Poznámka. Pro danou skupinu objektů měření; daná naměřená hodnota a její hodnoty v daném rozsahu; rychlost (frekvence) změny zamýšlené hodnoty v daném rozsahu nebo daném frekvenčním spektru signálu, jehož informativním parametrem je naměřená hodnota; dané vnější podmínky - MVI by měl poskytovat výsledky měření měřené veličiny s chybou, jejíž charakteristiky nepřekračují stanovené přípustné meze. MVI je jakýsi „technologický proces“ měření.

6. METODICKÉ CHYBY MĚŘENÍ - složky chyb měření způsobené:

rozdíl mezi přijatým fyzickým modelem měřeného objektu a modelem, který přiměřeně odráží jeho vlastnost, určený měřením;

vliv změn parametrů funkce závislosti informativního parametru sekundárního procesu (nebo sekundární veličiny) na měřenou veličinu (při použití sekundárního procesu nebo sekundární veličiny);

vliv metod použití měřicích přístrojů v MVI;

vliv algoritmů (vzorců) pro výpočet výsledků měření (pro nepřímá měření);

vliv dalších faktorů nesouvisejících s vlastnostmi použitých měřicích přístrojů.

7. CHYBA MIM – zobecněný koncept, který kombinuje chyby měření vlastní všem výsledkům měření získaným pomocí implementace tohoto MIM, za podmínek specifikovaných pro tento MIM.

8. IMPLEMENTACE MVI - praktická implementace MVI:

specializované měřící zařízení odpovídající tomuto MVI;

připojení (případně dočasně smontované) měřeného objektu, měřicích přístrojů a dalších technických prostředků stanovených tímto MVI;

pro nejjednodušší MIM - jeden měřicí přístroj, který umožňuje provést postup (techniky) stanovené tímto MVI a získat výsledek měření.

Poznámka. Pokud podmínky pro použití implementace MIM odpovídají specifikovaným podmínkám pro použití MIM, pak by charakteristiky chyb měření prováděných pomocí této implementace MIM neměly překračovat limity normalizované pro tento MIM.

9. VÝSLEDEK MĚŘENÍ - posouzení (implementace náhodné veličiny) skutečné hodnoty zamýšlené hodnoty, získané "měřením".

Poznámka. Náhodná veličina je zde soubor výsledků měření určité měřitelné veličiny, kterou lze získat pomocí určité implementace MVI.

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

APLIKACE Odkaz

I. OBECNÁ USTANOVENÍ

3. OBECNÁ PRAVIDLA A PODMÍNKY PRO STANOVENÍ CHARAKTERISTIKY CHYBY MĚŘENÍ

4. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY PŘÍMÉHO MĚŘENÍ

5. STANOVENÍ CHARAKTERISTIK CHYBY NEPŘÍMÝCH MĚŘENÍ

6. KONEČNÁ VOLBA MĚŘICÍCH METOD A PŘÍSTROJŮ

APLIKACE

VYSVĚTLENÍ POUŽITÉ POJMŮ

Možná vás to bude zajímat

APLIKACE
Odkaz