Riigikomitee Venemaa Föderatsioon standardimise ja metroloogia jaoks

Ülevenemaaline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

GSI. Mõõtmismeetodite ja -vahendite valik mõõtmiste teostamise meetodite väljatöötamisel. Üldsätted

MI 1967-89

Moskva, 1989

TEABEANDMED

ARENDATUDÜleliiduline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

ESINEJAD

M.A. Zemelman, Ph.D. tehnika. teadused (teemajuht),

NEED. Tronova

KINNITUD VNIIMS 09.02.89

REGISTREERITUD VNIIMS 13.02.89

I. ÜLDSÄTTED

2. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE ESALNE VALIK

3. MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMISE ÜLDREEGLID JA TINGIMUSED

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

5. KAUDSE MÕÕTMISE VEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

RAKENDUS

Mõõtevahendite tüüpide valiku osas puudutab käesolev soovitus ainult nende metroloogilisi omadusi. See soovitus ei esita nõudeid mõõtmiste automatiseerituse astme, mõõtevahendite metroloogilise hoolduse keerukuse ja muude töö-, ergonoomiliste jms tegurite kohta. MVI omadused.

Meetodite ja mõõteriistade valiku vastavalt antud lähteandmetele määrab kõrgelt kvalifitseeritud personal, kes tunneb hästi füüsilised alused mõõtmised, metroloogiliste karakteristikute normaliseerimise ja nende alusel mõõtevahendite vigade arvutamise meetodid nende tegelikes kasutustingimustes koos tulemuste ja mõõtmisvigade esitamise ja kasutamise meetoditega, kaudmõõtmiste tulemuste ja vigade arvutamise meetodid. Normatiiv-tehnilised ja metoodilised dokumendid, mis panevad nende meetodite aluse, on:

GOST 8.009-84 “GSI. Mõõtevahendite standardiseeritud metroloogilised karakteristikud”;

"GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal";

RD 50-453-84" Juhised. Mõõtevahendite vea tunnused reaalsetes töötingimustes. Arvutusmeetodid”;

MI 1317-86 “Juhised. GSI. Mõõtmisvigade tulemused ja omadused. Esitluse vormid. Kasutusmeetodid tootenäidiste testimisel ja nende parameetrite jälgimisel”;

MI 1730-87 “Juhised. GSI . Protsessi parameetrite kaudsete mõõtmiste vead. Arvutusmeetodid".

See soovitus on mõeldud juhiseks erajuhiste või muude dokumentide (tööstus, ettevõtted jne) väljatöötamisel, mis reguleerivad teatud tüüpi toodete või protsesside puhul uurimistöös kasutatavate meetodite ja mõõtevahendite valimise eeskirju. , arendus, testimine, kontroll ja muud toimingud, sealhulgas mõõtmised endasse.

Kõik kataloogis esitatud dokumendid ei ole nende ametlik väljaanne ja on mõeldud ainult informatiivsel eesmärgil. Nende dokumentide elektroonilisi koopiaid võib levitada ilma piiranguteta. Saate sellelt saidilt teavet postitada mis tahes muule saidile.

Vene Föderatsiooni standardimis- ja metroloogiakomitee

Ülevenemaaline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

GSI. Mõõtmismeetodite ja -vahendite valik mõõtmiste teostamise meetodite väljatöötamisel. Üldsätted

MI 1967-89

Moskva, 1989

TEABEANDMED

ARENDATUDÜleliiduline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

ESINEJAD

M.A. Zemelman, Ph.D. tehnika. teadused (teemajuht),

NEED. Tronova

KINNITUD VNIIMS 09.02.89

REGISTREERITUD VNIIMS 13.02.89

Meetodite ja mõõtevahendite valiku vastavalt antud lähteandmetele määravad kõrgelt kvalifitseeritud töötajad, kes tunnevad hästi mõõtmiste füüsilisi aluseid, metroloogiliste karakteristikute standardimise meetodeid ja mõõtevahendite vigade arvutamist nende tegelikes kasutustingimustes. tulemuste ja mõõtmisvigade esitamise ja kasutamise meetodid, kaudsete mõõtmiste tulemuste ja vigade arvutamise meetodid. Normatiiv-tehnilised ja metoodilised dokumendid, mis panevad nende meetodite aluse, on:

Kus T- pinge efektiivse väärtuse määramise ajavahemik;t- praegune aeg.

Generaatori vooluringi a priori teabe põhjal on vaja täpsustada funktsionaalsust (1), et oleks võimalik valida pingemõõteriista tüüpi (eelkõige töösagedusvahemiku osas). Generaatori väljundpinget võib olla võimalik modelleerida sinusoidaalse ajas muutuva protsessina. Seejärel pingemõõteriista tüübi ligikaudseks valikuks funktsionaalne(1)saab vormis kirjutada

,(2)

Kus U m Ja ω - sinusoidaalse pinge amplituud ja ringsagedus. Mõõtmisvea arvutamisel tuleb arvestada, et tegelikkuses võib väljundpinge erineda puhtalt harmoonilisest ja kujutada harmooniliste summat (õigesti valitud generaatori väljundpinge mudeli korral peaks domineerima esimene harmooniline). Seetõttu tuleb mõõtmisvea arvutamisel eeldada, et mõõdetud väärtust peaks tegelikult väljendama funktsionaal

.(3)

Selle tulemusena võib mõõtevahendi viga sisaldada täiendavat "sageduse" komponenti, mis on põhjustatud generaatori pinge kõrgemate harmooniliste mõjust mõõtevahendi väljundsignaalile.

2.1.6. Koostage mõõtevahendite ühendusskeem mõõteobjektiga, omavahel (kui neid on mitu), muude tehniliste vahenditega.

3.6. Olenevalt sellest, mis on teada (antud lähteandmetest) on mõõdetud väärtuse või signaali, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus, ajalised või spektraalsed karakteristikud ning MMI-s kasutatavate mõõtevahendite dünaamilised karakteristikud (regulatsioonist ja rakendatavate tüüpide mõõtevahendite tehnilised dokumendid), saab arvutada mõõtevahendite dünaamilise vea erinevaid omadusi (vt "GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal").

3.6.1. Kui mõõteseadme näitude settimisaeg on teada, siis on võimalik määrata: a) ajavahemik (alates mõõdetud väärtuse muutumise hetkest, olemuselt hüppelähedane), mille järel see on lubatud võtta näit mõõteseadme skaalal; b) mõõteseadme dünaamiliste omaduste tõttu suurim võimalik mõõtevea komponendi väärtus tingimusel a).

3.6.2. Kui on teada signaali sagedusspekter, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus, ja mõõtevahendite dünaamilised täiskarakteristikud, siis on võimalik määrata mõõtevahendite dünaamilise vea tõenäosuslikud karakteristikud.

3.7. MIM-i esimest mustandit analüüsides tuleb kontrollida, kas MIM-il on mingeid spetsiifilisi omadusi (näiteks abiseadme kasutamise tõttu tehnilisi vahendeid, sidekanalite olemasolu MVI tehniliste vahendite vahel jne), mõõtevea lisakomponendid, välja arvatud need, mida käsitletakse ja.. Neid tuleks arvutamisel arvesse võtta, kui need põhjustavad mõõtmisvigade arvutuslike omaduste suurenemist vähemalt 15-20%.

MIM-i esimese projekti analüüsimisel vajadusel (puudub piisav teave meetodite ja mõõteriistade omaduste kohta), eksperimentaalsed uuringud vajalike andmete saamiseks. Selleks on vaja läbi viia (teha) MMI esimesele projektile vastav MMI teostuse mudel või mõõtevahendite omaduste puudumisel valida mõõtevahendite näidised. uurimistöö jaoks.

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

4.1. Otsese mõõtmise vea karakteristikute arvutamisel on soovitatav see viga jagada kolme komponentide rühma: metoodiline, instrumentaalne, isiklik.

4.2. Algandmete põhjal; mõõtevahendite ühendusskeemi analüüs MMI-s mõõteobjektiga, omavahel ja teiste MVI-s kasutatavate tehniliste vahenditega; võttes arvesse näidatud MVI tegureid V - , tuvastada ja määrata järgmiste otsemõõtmiste võimalike peamiste metoodiliste vigade tunnused.

Kus n\u003d 2 - varruka ristlõigete arv, millest igaühes T läbimõõdu mõõtmisedd(A i.) nurkkoordinaadiga ellipsa ij = 360/2t(i-1); i=1,...m .

dring varruka mis tahes ristlõikes toob kaasa metoodilise vea, mis on võrdne

∆1 = d-D*.(8)

2. Tingimustel varrukas on tegelikult moonutatud kärbitud elliptiline koonus: varruka sisepinna generaatorid ei ole sirged, vaid kõverad, näiteks väikese kumerusega paraboolid. Seetõttu võime eeldada, et mõõtmisülesanne vastab mõõdetud väärtuseks võtmisele, näiteks vormi funktsionaaliks.

. (9)

Aktsepteerimine läbimõõdu mõõdetud väärtusenadsisemine ring hülsi mis tahes ristlõikes põhjustab sel juhul metoodilise mõõtmisvea, mis on võrdne

∆2 = d-D**.(10)

Metoodiliste vigade (8) ja (10) karakteristikud saab arvutada esialgse info põhjal hülsi sisepinna kuju võimalike kõrvalekallete kohta sirgest ringsilindrist. Vajadusel saab neid vigu vähendada, kui siseringi läbimõõdu otsese mõõtmise asemel kasutatakse kaudset mõõtmist, võttes või . See tooks kaasa MIM-i komplitseerimise - mõõtmiste tulemuse määramise algoritmi keerukuse, kuid võimaldaks vähendada mõõtmiste metoodilist viga.

Märge . Meetodid vastuvõetud mudeli ebapiisavuse tõttu metoodilise mõõtmisvea määramiseks mõõtmisobjekt , kuuluvad metroloogia kõige vähem arenenud valdkondadesse. Selle põhjuseks on formaalsete meetodite praktiline puudumine selliste mõõtmisobjektide mudelite loomiseks, mis on rangelt adekvaatsed mõõtmisobjektide ja -ülesannetega, mistõttu on selle metoodilise mõõtmisvea kindlaksmääramiseks vaja mitte ainult kõrget kvalifikatsiooni, vaid ka kogemusi ja inseneriteadusi. MIM-i arendajate intuitsioon.

4.2.2. Viga, mis on tingitud võimalikest kõrvalekalletest sekundaarse protsessi informatiivse parameetri sõltuvuse funktsiooni parameetrite nimiväärtustest mõõdetud väärtusest (sekundaarse protsessi kasutamisel MIM-is) ().

Näide.Informatiivne parameetri sõltuvusfunktsioon juures sekundaarne protsess mõõdetud väärtusest x y = f (λ, x)on ebainformatiivne parameeter λ. Tema muutus Δλ suhteliselt nominaalväärtus λ 0 , põhjustab informatiivse parameetri muutuse juures sekundaarne protsess (st vastav metoodiline mõõtmisviga), mis on võrdne Δy=df/dλΔλ .Siin on arvestatud, et muudatused Δλ on piisavalt väikesed, et väljendis for Δу sisaldavad liikmed (Δλ) kjuures k> 1 võib tähelepanuta jätta.

Peal see etapp MVI väljatöötamisel määratakse mõõtevahendite täiendavate ja dünaamiliste vigade omadused arvutamise teel vastavalt valitud tüüpi mõõtevahendite normaliseeritud metroloogilistele karakteristikutele ja vastavalt algandmetele (). Üldist lähenemisviisi mõõtevahendite veaomaduste arvutamiseks nende tegelikes kasutustingimustes kirjeldatakse jaotises ""; arvutusmeetodid - RD 50-453-84-s.

Märge . Kaudsete mõõtmiste vigade arvutamise meetodid on samuti sätestatud MI 1730-87.

Näide ühe kaudse mõõtmise tüübi vea omaduste arvutamisest - otseste mõõtmiste tulemuste põhjal funktsiooni hetkväärtuste erinevuse määramine selle argumendi erinevate väärtuste jaoks - võttes võtta arvesse otseste mõõtmiste vea autokorrelatsiooni, on toodud "GOST 8.009-84 rakendamise metoodilises materjalis".

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

6.1. Mõõtmisvea arvutatud karakteristikuid antud tingimustes võrreldakse nende lubatud väärtuste antud piiridega. Sel juhul saab eristada nelja juhtumit.

6.1.1 . Mõõtmisvea karakteristikute väärtused jäävad vahemikku umbes 20–60% vastavatest lubatud väärtuste piiridest.

6.1.2 . Mõõtmisvea karakteristikute väärtused jäävad vahemikku umbes 60–100% lubatud väärtuste piiridest.

6.1.3 . Mõõtmisvea karakteristikute väärtused ületavad nende lubatud väärtusi.

6.1.4 . Mõõtmisvea karakteristikute väärtused on alla 20% nende lubatud väärtuste piiridest.

6.2. Punktis viidatud juhul, võib mõõtmismeetodite ja -vahendite valikut lugeda lõpetatuks, s.t. lõplikuks MVI-ks on otstarbekas aktsepteerida esimene MVI eelnõu.

6.3 . Punktis viidatud juhul); isiklik mõõtmisviga (), otsustage, milliseid muudatusi on soovitatav MIM-is sisse viia, et suurendada mõõtmisvea karakteristikud umbes 50-60% -ni nende lubatud väärtuste piiridest suurima kasuga, täites samal ajal kõik muud MIM-i nõuded. .

6.6 . Pärast MVI muudatuste tegemist tuleb kontrollida, kas MVI tingimused ja kõik muud nõuded on täidetud.

Kui selle kontrolli tulemused on positiivsed, s.t. tingimused on täidetudja muud MMI nõuded, on selle MMI jaoks vaja normaliseerida MMI veaomaduste lubatud väärtuste piirid, st. mõõtmistulemuste vead, mis saadakse selle MIM-i rakenduste kasutamisel antud tingimustes.

Standardid on otstarbekas seada nii, et need ületavad mõõtmisvea karakteristikute suurimate võimalike väärtuste saadud arvutatud väärtusi 10-20%, kuid ei ületaks MVI veakarakteristikutele kehtestatud nõudeid. .

Pärast seda võib meetodite ja mõõteriistade valiku ning MIM-i väljatöötamise lõpetatuks lugeda. MVI-d võib soovitada kasutada, st. standardimiseks (kui selle MIM-i standardimist peetakse kasulikuks), selle MVI rakenduste arendamiseks ja tootmiseks.

6.7. Kui punktis nimetatud testi tulemused, negatiivne, siis tuleb MIM-i asjakohaste muudatuste küsimus uuesti läbi mõelda, mis tagavad tingimuse rahuldamise.ja kõik muud MVI nõuded. Seda protseduuri tuleb korrata kuni punktis nimetatud testi positiivse tulemuseni.

Kui te ei saa valida olemasolevat tüüpi mõõteriistad, on vaja välja töötada vajalikud mõõteriistad või võimalusel muuta (lihtsustada) MIM-i arendamiseks määratud esialgseid nõudeid. Vajadusel on lubatud teha rakendatavates mõõtevahendites muudatusi, mis ei mõjuta nende peamist töörežiimi. Enne kasutamist peab selline mõõtevahend olema sertifitseeritud mittestandardse mõõtevahendina.

6.8. MMI väljatöötamise käigus on vaja kehtestada meetodid ja vahendid, et jälgida MMI rakenduste vea tunnuste vastavust selle jaoks vastuvõetud standarditele (). MVI-d reguleerivas dokumendis (standard, kirjeldus, pass jne) peab olema märgitud nõutav kontrolli sagedus, kontrolli usaldusväärsuse vastuvõetavad omadused ja soovitatavad kontrollimeetodid.

RAKENDUS
Viide

KASUTATUD MÕISTE SELGITUS

1 . TEISENE PROTSESS - mõõtmisobjekti poolt ergastav protsess, mis erineb selle poolest füüsiline olemus mõõdetud suurusest, millest vähemalt üks parameeter on teadaoleva funktsionaalse sõltuvuse kaudu seotud mõõdetava suurusega.

Sekundaarset protsessi kasutatakse mõõtevahendite sisendsignaalina nendel juhtudel, kui mingil põhjusel ei kasutata esmaseid mõõtemuundureid või mõõtevahendite tundlikke elemente, mis reageerivad otseselt mõõdetud väärtusele.

Seda sekundaarse protsessi parameetrit (mis mõjutab mõõtevahendi sisendit), mis on funktsionaalselt seotud mõõdetud väärtusega, nimetatakse sekundaarse protsessi informatiivseks parameetriks. Sekundaarsel protsessil võivad olla ka muud, mitteinformatiivsed parameetrid, mille muutused mõjutavad mõõtevahendite väljundsignaalide informatiivseid parameetreid, s.t. mõõtmistulemuste kohta.

Sekundaarse protsessi saab määrata sekundaarse suuruse abil, mis erineb füüsikaliselt mõõdetavast suurusest ja on seotud mõõdetud kogusega teadaoleva funktsionaalse sõltuvusega. Sel juhul on sekundaarne väärtus väärtus, millele mõõteobjektiga ühendatud mõõteriist vahetult reageerib.

Näide.Söötme temperatuuri mõõtmisel optilise püromeetriga on sekundaarseks protsessiks keskkonna soojuskiirgus (optilise lainepikkuse vahemikus), sekundaarse protsessi informatiivseks parameetriks on püromeetrit mõjutava soojuskiirguse intensiivsus. Sekundaarse protsessi (soojuskiirguse) informatiivse parameetri (intensiivsuse) sõltuvusfunktsioonil mõõdetud väärtusest (keskkonnatemperatuurist) on mitteinformatiivne parameeter - kiirguse lainepikkus.

Märge. cm. mõiste "kaudne mõõtmine" selgitusele.

2. MÕÕTEVÄÄRTUS - mõõteobjekti mudeli parameeter (või parameetrite funktsionaal), mis kajastab mõõteobjekti omadust, mille defineerimine on mõõtmisülesanne.

3. INSTRUMENTAALSED MÕÕTMISVEAD - kasutatavate mõõtevahendite omaduste mõjust tulenevad mõõtmisvigade komponendid (sh põhiviga; mõõtevahendite tundlikkus mõõteobjekti omaduste suhtes, mis ei ole käesoleva MIM-iga määratud, kuni Mõõtevahendi sisendit, välistingimusi mõjutava signaali mitteinformatiivsed parameetrid; mõõtevahendite dünaamilised omadused; mõõtevahendi ruumiline eraldusvõime; mõõtevahendi koostoime mõõtmisobjektiga).

4. KAUDNE MÕÕTMINE - mõõdetud suuruse väärtuse määramine, mis on teiste suuruste teadaolev funktsioon (funktsionaalne), arvutades selle funktsiooni (funktsionaalne) väärtuse suuruste otseste mõõtmiste tulemuste põhjal - mõõdetud suuruse argumendid. funktsiooni.

Märkused:

1. Soovitatav on lisada ühe argumendi funktsioonide funktsionaalsuste kaudsed mõõtmised, mis viiakse läbi funktsiooni otseste mõõtmiste ja järgnevate funktsioonide arvutamise teel otseste mõõtmiste tulemuste põhjal. Näiteks on mugav viidata elektripinge efektiivväärtuse kaudsetele mõõtmistele, kui see viiakse läbi hetkeliste pingeväärtuste otsese mõõtmise teel diskreetsetel aegadel ja sellele järgneva summa jagamise jagatise ruutjuure arvutamisega. otsemõõtmiste tulemuste ruutudest summas olevate liikmete arvu järgi, s.o. diskreetsete ajapunktide arvu järgi, millal tehti alalispinge mõõtmised.

2. Kaudseks liigitatakse ka koond- ja liitmõõtmised, kuna nende tulemused arvutatakse teadaolevate funktsioonide argumentide otsemõõtmiste tulemustest. Ühe võrrandiga väljendatud funktsiooni kaudse mõõtmise tulemuse vea karakteristikute arvutamise eripärad on omased ka võrrandisüsteemidega väljendatud funktsioonide mõõtmisvigade karakteristikute arvutamisel.

3 . Nende füüsikaliste põhimõtete kohaselt võiks "sekundaarset protsessi" kasutavad mõõtmised kuuluda kaudsete mõõtmiste rühma. Siiski on soovitav eraldada mõõtmised, mille puhul arvutatakse mõõtmistulemus (operaatori poolt või automaatselt) otsemõõtmiste tulemuste põhjal, ja mõõtmised, mille puhul kasutatakse mõõdetava suuruse funktsionaalset sõltuvust teisest füüsikalisest olemusest tulenevast suurusest. kuid mõõtmistulemuse määramisel arvutusi ei kasutata ning sellel mõõtmisel kasutatavate mõõtevahendite nominaalses teisendusfunktsioonis võetakse arvesse funktsionaalset sõltuvust mõõdetud väärtuse ja sekundaarse protsessi informatiivse parameetri vahel. Sekundaarse protsessi abil mõõtmisel ei ole vaja arvestada konkreetsete metoodiliste vigadega, mis mõjutavad mõõtmisviga, kui mõõtetulemus määratakse arvutamise teel otseste mõõtmiste tulemustest. Praktilisteks arvutusteks tuleks sekundaarse protsessi abil tehtud mõõtmised liigitada otsesteks, kui mõõtmistulemused määratakse otse mõõteriistade näitajate järgi.

5. MÕÕTMISTE TEOSTAMISE MEETOD (MTI) - teatud tüüpi mõõtevahendite ja muude objektiga ühendatud ja omavahel ühendatud tehniliste vahendite kasutamise tehnikate (protseduuride) kogum, mis on mõeldud mõõtmistulemuste saamiseks.

Märge . Antud mõõtmisobjektide rühma jaoks; antud mõõdetud väärtus ja selle väärtused antud vahemikus; mõõdetud väärtuse muutumise kiirus (sagedus) antud vahemikus või signaali etteantud sagedusspektris, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus; antud välistingimused - MVI peaks andma mõõdetud koguse mõõtmistulemused veaga, mille omadused ei ületa kindlaksmääratud lubatud piire. MVI on omamoodi mõõtmiste "tehnoloogiline protsess"..

6. METOODILISED MÕÕTMISVEAD – mõõtmisvigade komponendid, mis tulenevad:

Mõõtmisobjekti aktsepteeritud mudeli ja selle omadust adekvaatselt kajastava mudeli erinevus, mis määratakse mõõtmiste abil;

Sekundaarse protsessi informatiivse parameetri (või sekundaarse väärtuse) sõltuvuse funktsiooni parameetrite muutuste mõju mõõdetud väärtusest (sekundaarse protsessi või sekundaarväärtuse kasutamisel);

Rakendusmeetodite mõju mõõteriistade MVI-s;

Algoritmide (valemite) mõju mõõtmistulemuste arvutamisel (kaudsete mõõtmiste puhul);

Muude tegurite mõju, mis ei ole seotud kasutatavate mõõtevahendite omadustega.

Metoodiline mõõtmisviga ei sõltu mõõtevahendite omadustest. See on identselt võrdne mõõtmisveaga, kui MIM-is kasutatakse hüpoteetilisi "ideaalseid" mõõtevahendeid. Metoodiline viga iseloomustab antud MIM-i potentsiaalseid omadusi, mis tal oleks "ideaalsete" mõõteriistade kasutamisel.

Märge. “Ideaalne” on mõõtevahend, millel on järgmised omadused: selle viga reaalsetes kasutustingimustes on null; selle koostoime mõõtmisobjektiga, teise mõõtevahendiga, selle väljundiga ühendatud tehnilise seadmega ei mõjuta mõõtmisviga; selle ruumiline lahutusvõime (kui see on mõttekas) on lõpmata suur (s.t. ruumiliste koordinaatide funktsioonideks olevate suuruste mõõtmisel eristab mõõteriist mõõdetud suuruse muutusi, mis on põhjustatud argumentide – ruumikoordinaatide – lõpmata väikestest muutustest).

7. MIM ERROR – üldistatud kontseptsioon, mis ühendab kõikidele selle MIM-i rakendamisel saadud mõõtmistulemustele omased mõõtmisvead selle MIM-i jaoks määratud tingimustel.

8. MIM-I RAKENDAMINE - MIM-i praktiline rakendamine: käesolevale MIM-ile vastav spetsiaalne mõõteseade;

mõõteobjekti, mõõtevahendite ja muude käesolevas MVI-s sätestatud tehniliste vahendite ühendamine (võib-olla ajutiselt kokku pandud);

kõige lihtsama MIM-i jaoks - üks mõõteriist, mis võimaldab teil läbi viia käesolevas MVI-s ettenähtud protseduuri (võtteid) ja saada mõõtmistulemus.

Märge . Kui MIM-i teostuse kasutamise tingimused vastavad MIM-i kasutamise täpsustatud tingimustele, ei tohiks selle MIM-i teostuse abil tehtud mõõtmisvigade omadused ületada selle MIM-i jaoks normaliseeritud piire.

9. MÕÕTMISTULEMUS - hindamine (rakendamine juhuslik muutuja) mõõdetud suuruse tegelik väärtus, mis on saadud "mõõtmise teel".

Märge . Juhuslik suurus on siin teatud mõõdetava suuruse mõõtmistulemuste kogum, mida on võimalik saada MVI teatud teostuse abil.

(muudatusega nr 1)

Vene Föderatsiooni standardimis- ja metroloogiakomitee

Ülevenemaaline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

GSI. MEETODITE JA MÕÕTMISVAHENDITE VALIK MÕÕTMISTEHNIKA ARENDUSEL. ÜLDSÄTTED

MI 1967-89

Moskva, 1989

TEABEANDMED

ARENDATUDÜleliiduline metroloogiateenistuse uurimisinstituut (VNIIMS)

ESINEJAD

M.A. Zemelman, Ph.D. tehnika. teadused (teemajuht),

NEED. Tronova

KINNITUD VNIIMS 09.02.89

REGISTREERITUD VNIIMS 13.02.89

I. ÜLDSÄTTED

2. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE ESALNE VALIK

3. MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMISE ÜLDREEGLID JA TINGIMUSED

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

5. KAUDSE MÕÕTMISE VEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

RAKENDUS

GOST 8.009-84 “GSI. Mõõtevahendite standardiseeritud metroloogilised karakteristikud”;

"GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal";

RD 50-453-84 „Juhised. Mõõtevahendite vea tunnused reaalsetes töötingimustes. Arvutusmeetodid”;

MI 1317-86 “Juhised. GSI. Mõõtmisvigade tulemused ja omadused. Esitluse vormid. Kasutusmeetodid tootenäidiste testimisel ja nende parameetrite jälgimisel”;

MI 1730-87 “Juhised. GSI . Protsessi parameetrite kaudsete mõõtmiste vead. Arvutusmeetodid".

I. ÜLDSÄTTED

1.1. Meetodite ja mõõtmisvahendite valik MIM-i väljatöötamise protsessis toimub järgmiste antud lähteandmete alusel:

tüüp ja vajadusel kirjeldus: mõõteobjektid; objekti omadused, mis tuleb määrata vastavalt mõõtmisülesandele; muud mõõteobjekti omadused, mis võivad mõjutada mõõtmisvigu;

mõõdetava suuruse tüüp, selle võimalike väärtuste vahemik, selle muutumise suurim võimalik sagedus (kiirus), tüüp (teatud deterministlik funktsioon, juhuslik funktsioon jne) ja protsessi (signaali) sagedusspekter, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus (kui see on mõne protsessi parameeter või funktsioon).

Viimaseid andmeid aktsepteeritakse esialgsetena juhtudel, kui vastavalt mõõteülesandele ja mõõteobjekti tüübile ei teki raskusi mõõdetava väärtuse valimisel. Kui see valik ei ole ilmne, tuleks ülejäänud etteantud lähteandmete põhjal moodustada mõõteobjekti mudel ja valida mõõdetavaks suuruseks mõõteobjekti mudeli parameetrite teatud parameeter või funktsionaal. Pärast seda tehakse kindlaks meetodite ja mõõtevahendite valikuks vajalikud mõõdetud suuruse omadused;

mõõtmisvigu mõjutada võivate mõõtmisvigu mõjutada võivate välistingimuste tunnused ja mõõteobjektide töörežiimid (edaspidi välistingimused);

mõõtmisvea lubatud karakteristikute piirid, mida peavad vastama kõik (mis tahes) mõõtmistulemused, mis on saadud väljatöötatud MIM-i teostuste (nõuded MIM vigadele) rakendamisel etteantud tingimustel.

Määratud lähteandmete spetsiifilisuse aste mõjutab oluliselt meetodite ja mõõtevahendite valimise käigus arvutamise teel kindlaks määratud mõõtmisvea karakteristikute lähedust antud MIM-ile antud tingimustes omase mõõtmisvea tegelikele omadustele. .

Märge. MVI võib olla mõeldud kasutamiseks üldisemalt kui mõõtmised, toimingud teatud lõpptulemuste saamiseks (testitulemused, tootekontroll, masinate tehniline diagnostika jne). Sel juhul on mõõtmistulemused vahetulemused, mille järgi määratakse lõpptulemused lähtuvalt teadaolevatest lõpptulemuste funktsionaalsetest seostest mõõtmistulemustega. Sellise MIM-i vigade nõuded kehtestatakse teadaolevate funktsionaalsete seoste põhjal mõõtmisvigadega lõpptulemuste õigsuse astme näitajate ja nende näitajate kindlaksmääratud lubatud väärtuste vahel.

Tootenäidiste testimise ja tootenäidiste parameetrite, vastavate funktsionaalsete seoste, samuti tootenäidiste testimise vigade kindlakstegemise ja tootenäidiste parameetrite jälgimise usaldusväärsuse näitajate insenerimeetodite jälgimiseks vastavalt teadaolevatele mõõtmisomadustele. vead on toodud MI 1317-86. Kasutades MI 1317-86 toodud valemeid ja graafikuid, on võimalik lahendada ka pöördülesanne: määrata mõõtmisvigade lubatud karakteristikute piirid vastavalt tootenäidiste testimisel antud lubatavatele vigade karakteristikutele või mõõtmisvigade lubatud näitajatele. tootenäidiste parameetrite jälgimise usaldusväärsus.

1.2. Mõõtmismeetodite ja -vahendite valik vastavalt etteantud lähteandmetele on mitme muutujaga probleem, mille vastuvõetava metroloogilise lahenduse on võimalik saada mõõtevea komponentide erinevate suhetega, s.o. erinevate MVI-ga. Ratsionaalseks tuleb pidada probleemi sellist lahendust, mis minimeerib mõõtmiskulusid (sh mõõtevahendite metroloogilise hoolduse) eeldusel, et antud tingimustes on tagatud mõõtmisvea lubatud karakteristikute määratud piirid, võttes arvesse kõiki , mitte ainult metroloogilised, nõuded MIM-ile.

1.3. Mõõtmismeetodite ja -vahendite valik peaks põhinema järgmiste mõõtmisülesannete ja MIM-i spetsiifiliste tegurite arvessevõtmisel.

1.3.1. Mõõdetud väärtus vastab teatud mõõteobjekti mudelile, mis kajastab adekvaatselt objekti omadusi, mida tuleks mõõtmiste abil uurida (MI 1317-86). Samal ajal peegeldab iga aktsepteeritud mudel praktiliselt ainult ligikaudselt mõõteobjekti uuritud omadusi.

Näited:

1. Elektrilise väljundpinge mõõtmiste planeerimisel Ja (t) generaator, et uurida koormuses vabanevat võimsust, tuleks mõõdetud väärtuseks võtta efektiivse (efektiivse) pinge väärtus

Kus T- pinge efektiivse väärtuse määramise ajavahemik; t- praegune aeg.

Generaatori vooluringi a priori teabe põhjal on vaja täpsustada funktsionaalsust (1), et oleks võimalik valida pingemõõteriista tüüpi (eelkõige töösagedusvahemiku osas). Generaatori väljundpinget võib olla võimalik modelleerida sinusoidaalse ajas muutuva protsessina. Seejärel saab pingemõõteriista tüübi ligikaudseks valikuks funktsionaalse (1) kirjutada kui

Selle tulemusena võib mõõtevahendi viga sisaldada täiendavat "sageduse" komponenti, mis on põhjustatud generaatori pinge kõrgemate harmooniliste mõjust mõõtevahendi väljundsignaalile.

2. Puksi siseläbimõõdu mõõtmiste kavandamisel uurimaks läbiviigu ja seda läbiva võlli liitekoha võimalikku tihendusastet, lähtudes a priori informatsioonist läbiviigu konstruktsiooni kohta, sisepinna mudelist. Puks võeti vastu sirge ringikujulise silindri kujul. Sel juhul võib mõõdetud väärtuseks võtta hülsi siseläbimõõdu selle mis tahes ristlõikes mis tahes nurgakoordinaadil.

Tegelikult võib hülsi sisepind selle valmistamistehnoloogia iseärasuste tõttu mõnevõrra erineda sirgest ümmargusest silindrist, näiteks võib sellel olla teatud koonus ja ristlõiked võivad veidi erineda ringist. Seetõttu ei vasta aktsepteeritud mõõdetud väärtus - mis tahes ristlõike läbimõõt mis tahes nurkkoordinaadil - täielikult hülsi enda omadustele ja ülesandele, mille jaoks mõõtmised tehakse, ega hülsi võimaliku tihendusastme määramiseks. - võlli liigend.

1.3.2. Võimalik on kasutada sekundaarset protsessi (vt lisa). Protsessi iseloomustab selle informatiivse parameetri teatav funktsionaalne sõltuvus mõõdetud väärtusest. See funktsioon sisaldab üldiselt mitmeid parameetreid, mis ei sõltu mõõdetud väärtusest, kuid mille muutused võivad mõjutada mõõtmisviga. Need parameetrid võivad muutuda spontaanselt või mis tahes tegurite mõjul piirides, mis tuleb MIM-i vigade analüüsi käigus kindlaks teha.

1.3.3. Mõõdetud suurus (kaudsetel mõõtmistel - otsemõõdetud suurus) kantakse mõõteobjektilt mõõtevahendile (vahendile) üldjuhul üle nii, et mõõdetava suuruse mõõtmed mõõteobjektil ja mõõtepunktis oleksid rangelt võrdsed. mõõtevahendi sisestus ei ole tagatud.

Näide. Hülsi sisediameetri vahetul mõõtmisel ei saa mõõtevahendit praktiliselt paigaldada nii, et ta tajuks rangelt täpselt selle segmendi pikkust, mis on "definitsiooni järgi" hülsi läbimõõdu jaoks võetud: seda on praktiliselt võimatu mõõta. paigaldage mõõteriist rangelt ristlõike tasapinnale ja piki läbimõõtu; see on praktiliselt paigaldatud tasapinnale ainult ristlõike tasapinna lähedale ja piki kõõlu ainult läbimõõdu lähedale.

1.3.4. Kaudsete mõõtmiste korral arvutatakse mõõtmistulemus otseste mõõtmiste tulemustest. Kui sel juhul on mõõdetud väärtus mitme argumendi funktsioon, mõõdetakse neid argumente otse. Kui mõõdetud väärtus on ühe argumendi funktsiooni funktsionaal, mõõdetakse funktsiooni argumendi erinevate väärtuste jaoks otse.

1.3.5. Kaudsete mõõtmiste korral arvutatakse mõõtmistulemus (automaatselt või operaatori poolt) kindla algoritmi (valemi) järgi, mis ei ole alati rangelt identne mõõdetava suuruse aktsepteeritud “definitsiooniga”.

1.3.6. Pidevate funktsioonide funktsionaalsuste kaudseid mõõtmisi saab läbi viia funktsioonide otseste mõõtmiste abil nende argumentide diskreetsete väärtuste jaoks.

lehekülg 1

lehekülg 2

lk 3

lk 4

lk 5

lk 6

lk 7

lk 8

lk 9

lk 10

lk 11

lk 12

lk 13

lk 14

lk 15

lk 16

lk 17

lk 18

lk 19

lk 20

lk 21

lk 22

lk 23

lk 24

lk 25

lk 26

NSVL RIIKLIKU STANDARDITE KOMMITEE

RIIKLIK SÜSTEEM MÕÕTMISTE ÜHTSUSE TAGAMISEKS.

MEETODITE JA MÕÕTMISVAHENDITE VALIK ARENDUSE AJAL
MÕÕTMISTEHNIKAD

ÜLDSÄTTED

2.1.6. Koostage mõõtevahendite ühendusskeem mõõteobjektiga, omavahel (kui neid on mitu), muude tehniliste vahenditega.

2.1.7. Kui eeldada, et MIM-vea nõuete täitmiseks on vaja vähendada mõõtmisvea juhuslike komponentide mõju mõõtmiste ajal, mõõtmiste (vaatluste) arvu ja sobivat algoritmi nende individuaalsete tulemuste töötlemiseks. on esialgselt paika pandud.

2.1.8. Kui eeldada, et MVI vea nõuete täitmiseks on vaja mõõtmiste käigus vähendada mõõtmisvea süstemaatilisi komponente, valitakse meetod vea süstemaatiliste komponentide kõrvaldamiseks (vähendamiseks).

2.2. Lõigete all tehtud töö tulemusena. 2.1.1 - 2.1.8 lõpetatakse meetodite ja mõõtevahendite eelvalik, s.o. töötas välja esimese MVI mustandi.

3. MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMISE ÜLDREEGLID JA TINGIMUSED

3.1. Antud lähteandmete ja esimese MIM-projekti analüüsi põhjal arvutatakse mõõtmisvigade karakteristikud, mis võivad olla omased mõõtmistulemustele, mis on saadud antud MIM-i rakendusi antud tingimustes.

MVI esimesele eelnõule vastavate mõõtmisvigade karakteristikute arvutamisel võetakse nende normaliseeritud väärtused mõõtevahendite metroloogilisteks omadusteks.

3.2. Määrata tuleks täpselt need kogu (kogu) mõõtevea omadused, mille lubatud väärtuste piirid on näidatud meetodite ja mõõtevahendite valimise lähteandmetes (punkt 1.1). Mõõtmisvigade karakteristikute tüübid on täpsustatud standardis MI 1317-86. Valitakse komponentidest need karakteristikud (dispersioonid või suurimate võimalike väärtustega moodulid), mille summeerimine määrab kogu (summaar) mõõtevea soovitud karakteristiku.

Märge. Mõõtmisvead moodustavad karakteristikute summeerimisel kasutatakse samu meetodeid, mida soovitatakse jaotises " metoodiline materjal GOST 8.039 -84 "ja RD 50-453-84 rakendamisel mõõtevahendite veakomponentide summeerimiseks, samuti muude igal konkreetsel juhul õigustatud liitmismeetodite kohta.

3.3. Kui TIM näeb ette otsemõõtmise vea juhusliku komponendi mõju vähenemise mitme otsemõõtmise teel (punkt 2.1.7), siis selle karakteristiku asemel tulemuse aritmeetilise keskmise juhusliku vea tunnus. arvutusse lisatakse mitu otsemõõtmist (nende aktsepteeritud arvuga). Sel juhul võetakse otsemõõtmise lõpptulemuseks näidatud aritmeetiline keskmine.

3.4. Kui mõõtevea süstemaatiline komponent (punkt 2.1.8) sisaldab komponente, mille väärtused on konstantsed ja teada (või määratavad), saab viimased mõõteveast välja jätta, s.o. mõõtmistulemusse saab teha parandusi. Kui MVI eeldab mõõtmistulemustesse muudatuste sisseviimist, siis mõõtmisvea süstemaatilise komponendi tunnuste kui juhusliku suuruse tunnuste asemel (vt "GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal") kasutatakse tunnuseid. süstemaatilise vea välistamata jäägist sisestatakse arvutusse juhusliku suuruse tunnustena. Seejärel on selle MIM-i abil mõõtmisi tehes kohustuslik teha mõõtmistulemustesse korrektuure.

3.5. Sõltuvalt sellest, millised väliste mõõtmistingimuste karakteristikud on antud, saab arvutada reaalsetes mõõtmistingimustes erinevaid mõõtevea karakteristikuid.

3.5.1. Kui on määratud ja arvutamisel kasutatakse mõjutavate suuruste konkreetseid väärtusi tühiselt väikeste kõrvalekalletega (näiteks temperatuur keskkond(20 ± 2) °С; toitepinge (220 ± 5) V), siis vastavad mõõtmisvigade arvutatud omadused MVI rakenduste kasutamisele täpselt nende mõjutavate suuruste väärtuste juures.

3.5.2. Kui on määratud ja arvutamisel kasutatud mõjutavate suuruste võimalike väärtuste alumine ja ülemine piir (näiteks ümbritseva õhu temperatuur miinus 30 kuni pluss 50 °C; toitepinge 180 kuni 230 V), siis ainult suurimad mõõtmisvigade karakteristikud, mis vastavad MVI kasutamise piirtingimustele.

3.5.3. Kui juhuslike protsessidena mõjutavate suuruste karakteristikud on antud (või oletatud) ja arvutuses kasutatakse mõõtmisvea tunnuseid juhusliku argumendi (mõjutavate suuruste) funktsioonina. Mõõtevahendite vigade karakteristikute arvutamise metoodika (need on need, kes sõltuvalt mõjutavatest suurustest aitavad kaasa mõõtmisveale) on sätestatud lisas "GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal". .

3.6. Olenevalt sellest, mis on teada (antud lähteandmetest) ajutine või spektraalsed omadused mõõdetud väärtusest või signaalist, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus, ja MVI-s kasutatavate mõõtevahendite dünaamilised omadused (rakendatavat tüüpi mõõtevahendite regulatiivsetest ja tehnilistest dokumentidest), mõõtevahendite erinevad omadused. mõõtevahendite dünaamilist viga saab arvutada (vt "GOST 8.009-84 rakenduse metoodilist materjali ").

3.7. Esimese MIM-i projekti analüüsimisel tuleb kontrollida, kas MIM-i mis tahes omadustest tulenevalt (näiteks tehniliste abivahendite kasutamise, sidekanalite olemasolu MVI tehniliste vahendite vahel jms tõttu) ei teki täiendavaid mõõtmisvigade komponendid, välja arvatud punktides 4 ja 5 käsitletud. Neid tuleks arvutuses arvesse võtta, kui need põhjustavad mõõtmisvigade arvutuslike karakteristikute suurenemist vähemalt 15 - 20%.

Esimese MIM-projekti analüüsi käigus saab vajadusel (puudub piisav informatsioon meetodite ja mõõteriistade omaduste kohta) vajalike andmete saamiseks läbi viia eksperimentaaluuringuid. Selleks on vaja läbi viia (teha) MMI esimesele projektile vastav MMI teostuse mudel või mõõtevahendite omaduste puudumisel valida mõõtevahendite näidised. uurimistöö jaoks.

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

4.1. Otsese mõõtmise vea karakteristikute arvutamisel on soovitatav see viga jagada kolme komponentide rühma: metoodiline, instrumentaalne, isiklik.

4.2. Algandmete põhjal; mõõtevahendite ühendusskeemi analüüs MMI-s mõõteobjektiga, omavahel ja teiste MVI-s kasutatavate tehniliste vahenditega; võttes arvesse lõigetes täpsustatud MVI tegureid. 1.3.1 - 1.3.3, tuvastada ja määrata järgmiste otsemõõtmiste võimalike peamiste metoodiliste vigade tunnused.

4.2.1. Viga, mis tuleneb erinevusest mõõteobjekti aktsepteeritud mudeli ja (tundmatu) mudeli vahel, mis kajastaks adekvaatselt mõõtmistega uuritud mõõteobjekti omadusi, ja (või) mudeli parameetri (funktsionaalse) erinevusest, võetakse mõõdetud väärtusena ja parameeter (funktsionaalne) , mis peegeldab "adekvaatsemalt" mõõteobjekti uuritavat omadust (punkt 1.3.1).

Näited:

1. Näite 2 punkti 1.3.1 tingimustes on hülsi sisepind tegelikult elliptiline tüvikoonus, mis erineb mõnevõrra sirgest ringikujulisest silindrist. Seetõttu võime eeldada, et mõõtmise ülesanne vastab mõõdetud suuruse, mitte läbimõõdu vastuvõtmisele d sisemine ring hülsi mis tahes ristlõikes (nagu on tavaks punkti 1.3.1 näites 2) ja näiteks vormi funktsionaal

Kus n\u003d 2 - varruka ristlõigete arv, millest igaühes m läbimõõdu mõõtmised d(a i) ellipsi nurkkoordinaadiga a i = 360/2m(i - 1); i = 1,..., m.

d ring varruka mis tahes ristlõikes toob kaasa metoodilise vea, mis on võrdne

2. Näite 2 punkti 1.3.1 tingimustes on hülss tegelikult moonutatud kärbitud elliptiline koonus: hülsi sisepinna generaatorid ei ole sirged, vaid kõverad, näiteks väikese kumerusega paraboolid. Seetõttu võime eeldada, et mõõtmisülesanne vastab mõõdetud väärtuseks võtmisele, näiteks vormi funktsionaaliks.

Aktsepteerimine läbimõõdu mõõdetud väärtusena d sisemine ring hülsi mis tahes ristlõikes põhjustab sel juhul metoodilise mõõtmisvea, mis on võrdne

Metoodiliste vigade (8) ja (10) karakteristikud saab arvutada esialgse info põhjal hülsi sisepinna kuju võimalike kõrvalekallete kohta sirgest ringsilindrist. Vajadusel saab neid vigu vähendada, kui siseringi läbimõõdu otsese mõõtmise asemel kasutatakse kaudset mõõtmist, võttes mõõdetud väärtuseks funktsionaalse (7) või (9). See tooks kaasa MMI komplitseerimise - mõõtetulemuse määramise algoritmi keerukuse, kuid vähendaks metoodilist mõõtmisviga.

Märge. Mõõtmiste metoodilise vea määramise meetodid, mis on tingitud mõõtmisobjekti aktsepteeritud mudeli ebapiisavusest, kuuluvad metroloogia kõige vähem arenenud valdkondade hulka. Selle põhjuseks on formaalsete meetodite praktiline puudumine selliste mõõtmisobjektide mudelite loomiseks, mis on objektidele ja mõõtmisülesannetele rangelt adekvaatsed. Seetõttu nõuab selle metoodilise mõõtmisvea kindlaksmääramine mitte ainult kõrget kvalifikatsiooni, vaid ka MMI arendajate kogemusi ja inseneri intuitsiooni.

4.2.2. Viga, mis on tingitud sekundaarse protsessi informatiivse parameetri sõltuvuse funktsiooni parameetrite nimiväärtustest mõõdetud väärtusest (sekundaarse protsessi kasutamisel MIM-is) (punkt 1.3.2).

Näide. Sekundaarse protsessi informatiivse parameetri sõltuvusfunktsioonil mõõdetud väärtusest on mitteinformatiivne parameeter l. Selle muutus Dl nimiväärtuse l 0 suhtes põhjustab informatiivse parameetri muutuse juures sekundaarne protsess (s.o vastav metoodiline mõõtmisviga), võrdne. Siin võetakse arvesse, et Dl muutused on piisavalt väikesed, nii et D avaldises juures liikmed, mis sisaldavad (Dl) k juures k> 1 võib tähelepanuta jätta.

4.2.3. Viga otsemõõdetud suuruste edastamisel mõõtmisobjektilt mõõtevahenditele (punkt 1.3.3).

Märge. See viga ei hõlma mõõtmisvea komponenti, mis on tingitud mõõtevahendite ja mõõteobjekti koostoimest (vt "GOST 8.009-84 rakendamise metoodiline materjal"), mis sõltub mõõtevahendite omadustest ja seega definitsioon viitab instrumentaalsetele mõõtmisvigadele.

Näide. Punkti 1.3.1 näite 2 tingimustel tuleks hülsi sisediameetri mõõtmiseks paigaldada mõõtevahendi tundlik element (näiteks sisemõõturi jalad) tasapinnale, mis on teljega rangelt risti. varrukast. Tegelikult paigaldatakse mõõteriista tundlik element peaaegu alati tasapinnale, mis moodustab hülsi teljega nurga, mis on lähedal, kuid mitte täpselt 90°. Selle tulemusena erineb mõõteriista poolt tajutav mõõdetud väärtuse suurus läbimõõdu suurusest d puksid summaga (vastava metoodilise mõõtmisveaga), mis on võrdne D-ga d » d a/2, kus a on väike nurk hülsi teljega risti oleva tasapinna ja mõõtevahendi tundliku elemendi asukoha vahel.

4.3. Vastavalt "GOST 8.009-84 rakendamise metoodilisele materjalile" hõlmavad otseste mõõtmiste instrumentaalsed vead mõõtevahendite omadustest sõltuvaid vigu: mõõtevahendite vead; mõõtevea komponendid, mis on tingitud mõõtevahendite vastasmõjust mõõteobjektiga; mõõtmisvea komponent, mis on tingitud mõõteriistade lõplikust ruumilisest eraldusvõimest.

4.3.1. Mõõtevahendite viga jaguneb reeglina järgmisteks komponentideks: põhiviga; täiendavad vead; dünaamiline viga. Vastavalt sellele normaliseerivad need normatiiv- ja tehnilistes dokumentides mõõtevahendite metroloogiliste karakteristikutena: mõõtevahendite põhivea karakteristikud; mõõtevahendite tundlikkuse tunnused mõjutavatele suurustele; mõõtevahendite dünaamilised omadused (GOST 8.009-84).

TIM-i väljatöötamise selles etapis määratakse mõõtevahendite lisa- ja dünaamiliste vigade karakteristikud arvutamise teel valitud tüüpi mõõtevahendite normaliseeritud metroloogiliste karakteristikute ja algandmete järgi (punkt 1.1). Mõõtevahendite veaomaduste arvutamise üldine lähenemisviis nende tegelikes kasutustingimustes on sätestatud "GOST 8.009-84 rakendamise metoodilises materjalis"; arvutusmeetodid - RD 50-453-84-s.

4.3.2. Otseste mõõtmiste veakomponendi omadused, mis tulenevad mõõtevahendi ja mõõteobjekti koostoimest, määratakse arvutustega vastavalt seda tüüpi mõõtevahendite vastavale normaliseeritud metroloogilisele karakteristikule (GOST 8.009-84) ja karakteristikule. mõõteobjekti väljundahelast.

Mõõteobjekti lineaarse väljundahela ja mõõteobjektist energiat tarbiva mõõtevahendi sisendahela puhul on selle mõõtevea komponendi arvutamise meetod toodud "Metoodiline materjal mõõtmisvea rakendamiseks". GOST 8.009-84".

4.3.3. Suuruste otsemõõtmisel, mis on ruumiliste koordinaatide funktsioonid, määratakse mõõtevahendite lõplikust ruumilisest eraldusvõimest tulenevad mõõtevea komponendi karakteristikud arvutamise teel vastavalt eraldusvõime karakteristikule, mis on normaliseeritud mõõteriistade jaoks. valitud tüüpi ja vastavalt ruumiliste koordinaatide mõõdetud funktsiooni ligikaudsele kujule, mis (vajadusel võtta arvesse seda mõõtmisvea komponenti) tuleks anda meetodite ja mõõtevahendite valiku lähteandmete osana. .

Märge. Otsese mõõtmise instrumentaalvea arvutamise põhitõed mõõteriistade tegelikes kasutamise tingimustes nende normaliseeritud metroloogiliste omaduste järgi on toodud "GOST 8.009-84 rakendamise metoodilises materjalis". Vt ka RD 50-453-84.

4.4. Isiklik mõõtmisviga sisaldab otsemõõtmiste vea komponenti, mis on tingitud veast operaatori poolt mõõtevahendite kaaludelt näidude lugemisel, vastavalt salvestusseadmete skeemidele jne. Isikliku vea tunnused määratakse kindlaks valitud tüüpi mõõtevahendi (või salvestusseadme diagrammipaberi) skaalajaotiste normaliseeritud (GOST 8.009-84) nominaalhinna alusel, võttes arvesse mõõtevahendi võimekust. "keskmine" operaator skaala jaotuses interpoleerimiseks.

Näide. Voltmeetri ühtlase skaala jaotuse nimiväärtus on X juhtumit[IN]. Jaotuse pikkus on l juhtudel[mm]. Näiteks eeldatakse, et operaator "keskmine" saab interpoleerida jaotuse piires 0,2 jaotuse kaupa, s.o. 0,2 võrra l juhtudel. Siis kõrgeim väärtus isiklik viga arvutatakse valemiga

4.5. Otseste mõõtmiste veakarakteristikute arvutamine toimub järgmises järjestuses.

Märge. Otsemõõtmiste summaarse (kogu)vea komponentide karakteristikud on väljendatud skaalal ja mõõdetud väärtuste ühikutes.

4.5.1. Eraldi määratakse kolme (p. 4.2.1 - 4.2.3) otsemõõtmise metoodilise vea tunnused.

4.5.2. Eraldi määratakse mõõtevahendite kolme (punkt 4.3.1) veakomponendi ja kahe muu (p 4.3.2, 4.3.3) otsemõõtmise instrumentaalvea omadused.

Kui mõõtevahendina kasutatakse mõõtesüsteemi, mille metroloogilised karakteristikud tervikuna ei ole standarditud, kuid selle komponentide (primaar- ja vahemõõtemuundurid, lülitid, sekundaarsed mõõteriistad) metroloogilised karakteristikud on normaliseeritud, tuleb mõõta mõõtesüsteemi mõõtesüsteemi. mõõtesüsteemi mõõtekanalid tuleb esmalt arvutada vastavalt normaliseeritud metroloogilisele selle komponentide omadustele (selliste arvutuste lähenemine ja mõõtesüsteemide mõõtekanalite metroloogiliste karakteristikute reguleerimise põhimõtted on toodud “Metoodiline materjal GOST 8.009-84 ja MI 202-80 rakendamiseks).

4.5.3. Määrata isiklike (punkt 4.4) mõõtmisvigade tunnused.

4.5.4. Otseste mõõtmiste vea karakteristikud antud tingimustes määratakse kõigi selle komponentide karakteristikute summeerimise teel (punkt 3.2).

5. KAUDSE MÕÕTMISE VEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

5.1. Kaudsete mõõtmiste vea karakteristikute arvutamisel lähtutakse valitud protseduurist ja MMI tehnilistest vahenditest, võttes arvesse lõigetes nimetatud MMI tegureid. 1.3.4 - 1.3.6, tuleks lisaks otseste mõõtmiste vigadele, mille tulemuste järgi arvutatakse kaudsete mõõtmiste tulemused, arvestada ka kaudsete mõõtmiste metoodilisi vigu ja vigade võimalikku korrelatsiooni. otsestest mõõtmistest.

Märge. Kaudsete mõõtmiste summaarse (kogu)vea komponentide karakteristikud on väljendatud skaalal ja mõõdetud väärtuste ühikutes.

5.1.1. Viga kaudsete mõõtmiste tulemuste arvutamisel võib tuleneda: erinevusest arvutuste algoritmi (valemi) ja kaudsete mõõtmistega määratud suuruste sõltuvuse rangest funktsioonist (funktsionaalsest) otsestele mõõtmistele allutatud suurustest; otseste ja kaudsete mõõtmiste jms tulemuste lõplik arv numbreid (punktid 1.3.4; 1.3.5).

Näide. On vaja mõõta torujuhtme kaudu tarbijale tarnitud õli massi aja jooksul T. Nafta tootmise, töötlemise ja transpordi tingimuste a priori teabe põhjal võetakse naftavoolu mudeliks juhuslik protsess. Mõõdetud väärtust tuleks võtta integraalina

Kus q- hetkeline õlikulu, s.o. läbi torujuhtme ristlõike ajaühikus voolava õli mass; t- praegune aeg.

Mõõdetud väärtuse kaudne mõõtmine toimub naftajuhtme ristlõikele paigaldatud turbiini voolumõõturi anduri pöörete arvu loendamisel ja selle arvu korrutamisel koefitsiendiga. K, mis on võrdne turbiini voolumõõturi anduri ühe pöörde jooksul läbi selle naftatoru voolava õli massiga. Selle kaudse mõõtmise tulemus arvutatakse valemiga

Kus nT- anduri pöörete arv aja jooksul loendatuna T.

Metoodiline mõõtmisviga, mis tuleneb asjaolust, et mõõtmistulemus arvutatakse valemiga, mis erineb mõõdetud väärtuse määravast valemist, on võrdne

5.2. Kaudsetel mõõtmistel võivad mõõtmisvea komponendid (reeglina instrumentaalsed) tekkida otseste mõõtmisvigade korrelatsiooni (vastastikune või autokorrelatsioon) tõttu (punkt 1.3.7).

Nende komponentide arvestamine võimaldab täpsustada mõõtmisvea karakteristikute väärtusi, st. viia nende arvutatud väärtused tegelikele väärtustele lähemale.

Otseste mõõtmiste vigade ristkorrelatsiooni saab reeglina määrata ainult MIM-i rakenduste eksperimentaalse uuringuga. Kui see uuring näitab, et ristkorrelatsioonikoefitsient võib olla märkimisväärne, siis peaks seda MIM-i reguleerivas dokumendis (standard, kirjeldus, pass jne) olema märgitud, millistel tingimustel on vigade ristkorrelatsioonist tingitud mõõtmisvea komponent. sirgjoonte mõõtmised, ei ületa teatud normi.

Otsese mõõtmise vea (või selle parameetrite) autokorrelatsioonifunktsiooni saab määrata MVI rakendamise eksperimentaalse uuringuga või valitud mõõteriistade tüübi normatiiv- ja tehnilisest dokumendist, kui see dokument normaliseerib autokorrelatsioonifunktsiooni ( või selle parameetrid) seda tüüpi mõõtevahendite vea (GOST 8.009-84).

5.3. Kaudsete mõõtmiste kogu (kogu)vea D karakteristikud määratakse, arvutades valemi (15) alusel koguvea osavigade summana (kombinatsioonina): vigade kaalutud summa (kombinatsioon) D X i argumentide otsesed mõõtmised X i funktsioonid f(X i,..., X m) mõõdetava suuruse sõltuvus suurustest Х i allutatakse otsestele mõõtmistele; metoodiline viga D alg, mis on tingitud tegelikust funktsioonist kaudse mõõtmise tulemuse arvutamise algoritmi erinevusest f(X i,..., X m) (punkt 5.1.1); metoodiline viga D a, mis tuleneb kaudse mõõtmise tulemuse arvutamise argumentide diskreetsusest (punkt 5.1.2)

Märkused:

1. Valem (15) on funktsiooni kaudsete mõõtmiste vea komponentide liitmise sümboolne kirje f(X 1 ,..., X m). Selle valemi alusel on võimalik arvutada kaudsete mõõtmiste vea matemaatiline ootus, dispersioon ja muud vajalikud karakteristikud.

2. Selliste kaudsete mõõtmiste puhul, mille tulemused arvutatakse võrrandisüsteemide abil (kumulatiivsed, liitmõõtmised) või funktsionaalidena, tuleks kogu (summa) mõõtmisvead määrata valemite alusel, mis võtavad arvesse, näiteks valem ( 15), kõik vajalikud komponendid, kuid täpsustatakse sõltuvalt konkreetsete võrrandisüsteemide ja funktsionaalide tüübist, mille lahendus määrab mõõtmistulemuse.

5.4. Kaudsete mõõtmiste vea karakteristikud arvutatakse järjestikku, võttes arvesse punkti 3.2 juhiseid.

5.4.1. Määrake iga TIM-is (punktid 4.5.1 - 4.5.4) sätestatud otsese mõõtmise vea tunnused.

5.4.2. Määrata metoodiliste vigade, kaudsete mõõtmiste tunnused (punkt 5.1.1).

5.4.3. Kaudsete mõõtmiste summaarse (kogu)vea karakteristikud määratakse valemi (15) alusel.

5.5. Kui on võimalik katseliselt määrata otseste mõõtmiste vigade ristkorrelatsioon, arvutatakse valemi (15) alusel kaudsete mõõtmiste vea dispersioon valemiga.

Siin ja on vastavate vigade tsentreeritud juhuslikud komponendid; - dispersioon;

Vigade korrutise matemaatiline ootus ja nende vastastikune korrelatsioonimoment.

Kui otseste mõõtmisvigade vahel ristkorrelatsioon puudub või seda ei võeta arvesse, määratakse kaudse mõõtmisvea dispersioon valemi (16) kahe esimese liikmega.

Märge. Kaudsete mõõtmiste vigade arvutamise meetodid on samuti sätestatud MI 1730-87.

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

6.1. Mõõtmisvea arvutatud karakteristikuid antud tingimustes võrreldakse nende lubatud väärtuste antud piiridega. Sel juhul saab eristada nelja juhtumit.

6.1.1. Mõõtmisvea karakteristikute väärtused jäävad vahemikku umbes 20–60% vastavatest lubatud väärtuste piiridest.

6.1.2. Mõõtmisvea karakteristikute väärtused jäävad vahemikku ligikaudu 60 kuni 100% lubatud väärtuste piiridest.

6.1.3. Mõõtmisvea karakteristikute väärtused ületavad nende lubatud väärtusi.

6.1.4. Mõõtmisvea karakteristikute väärtused on alla 20% nende lubatud väärtuste piiridest.

6.2. Punktis 6.1.1 nimetatud juhul võib meetodite ja mõõtevahendite valiku lugeda lõpetatuks, s.o. lõplikuks MVI-ks on otstarbekas aktsepteerida esimene MVI eelnõu.

6.3. Punktis 6.1.2 nimetatud juhul on soovitav kaaluda MIM-vea vähendamise küsimust, kuna arvutus on paratamatult ligikaudne ja arvutatud mõõtevea karakteristikute vead võivad ulatuda 20-30%.

Metoodiliste (p 4.2.1 - 4.2.3; 5.1.1) ja instrumentaalsete (p 4.3.1 - 4.3.3) vigade võrdlemine; kaudsete mõõtmiste vea komponendid, mis on tingitud otseste mõõtmiste vigade korrelatsioonist (p 5.2; 5.3; 5.5); isiklik mõõtmisviga (punkt 4.4), otsustage, milliseid muudatusi tuleks MMI-s sisse viia, et mõõtmisvea karakteristikud oleksid madalaima hinnaga umbes 50–60% nende lubatud väärtuste piiridest, rahuldades samal ajal kõiki muud MVI nõuded.

6.4. Punktis 6.1.3 nimetatud juhul on vaja teha MMI-s muudatusi, et tagada mõõtevea karakteristikute vähenemine. Sel juhul tuleks juhinduda punktis 6.3 toodud soovitustest.

6.5. Punktis 6.1.4 nimetatud juhul on MIM-i mõningate lihtsustuste abil võimalik MIM-i rakendamiseks ette näha madalamad kulud, täites samas kõik neile esitatavad nõuded. Metoodiliste (p 4.2.1 - 4.2.3; 5.1.1) ja instrumentaalsete (p 4.3.1 - 4.3.3) vigade võrdlemine; kaudsete mõõtmiste vea komponendid, mis on tingitud otseste mõõtmiste vigade korrelatsioonist (p 5.2; 5.3; 5.5); isiklik mõõtmisviga (punkt 4.4), otsustage, milliseid muudatusi on soovitatav MIM-is sisse viia, et kõige soodsamalt tõsta mõõtmisvea karakteristikud ligikaudu 50–60% nende lubatud väärtuste piiridest, rahuldades samal ajal kõiki muid nõuded MVI-le.

6.6. Pärast muudatuste tegemist TIM-is tuleb kontrollida, kas punkti 6.1.1 tingimused ja kõik muud TIM-i nõuded on täidetud.

Kui selle kontrolli tulemused on positiivsed, s.t. punkti 6.1.1 tingimused ja muud MMI nõuded on täidetud, on selle MMI jaoks vaja normaliseerida MMI veaomaduste lubatud väärtuste piirid, s.o. mõõtmistulemuste vead, mis saadakse selle MIM-i rakenduste kasutamisel antud tingimustes.

Normid on otstarbekas seada nii, et need ületavad mõõtmisvea karakteristikute suurimate võimalike väärtuste saadud arvutuslikke väärtusi 10–20% võrra, kuid ei ületaks mõõtmisvea karakteristikutele kehtestatud nõudeid. .

6.7. Kui punktis 6.6 nimetatud kontrollimise tulemused on negatiivsed, siis tuleb uuesti läbi mõelda TIM-i asjakohaste muudatuste küsimus, mis tagavad punkti 6.1.1 tingimuse ja kõigi muude TIM-ile esitatavate nõuete täitmise. Seda protseduuri tuleb korrata kuni punktis 6.6 nimetatud kontrolli positiivsete tulemuste saamiseni.

Kui mõõtevahendite tüüpi ei ole võimalik olemasolevate hulgast valida, on vaja välja töötada vajalikud mõõteriistad või võimalusel muuta (hõlbustada) MIM-i väljatöötamiseks määratud esialgseid nõudeid. Vajadusel on lubatud teha rakendatavates mõõtevahendites muudatusi, mis ei mõjuta nende peamist töörežiimi. Enne kasutamist peab selline mõõtevahend olema sertifitseeritud mittestandardse mõõtevahendina.

6.8. MIM-i väljatöötamise käigus on vaja kehtestada meetodid ja vahendid MIM-i rakenduste veakarakteristikute vastavuse jälgimiseks selle jaoks vastuvõetud standarditele (punkt 6.6). MVI-d reguleerivas dokumendis (standard, kirjeldus, pass jne) peab olema märgitud nõutav kontrolli sagedus, kontrolli usaldusväärsuse vastuvõetavad omadused ja soovitatavad kontrollimeetodid.

RAKENDUS

Viide

KASUTATUD MÕISTE SELGITUS

1. TEISENE PROTSESS - mõõtmisobjekti poolt ergastav protsess, mis erineb füüsilise olemuse poolest mõõdetud väärtusest, mille vähemalt üks parameeter on mõõdetava väärtusega seotud teadaoleva funktsionaalse sõltuvusega.

Näide. Söötme temperatuuri mõõtmisel optilise püromeetriga on sekundaarseks protsessiks keskkonna soojuskiirgus (optilise lainepikkuse vahemikus), sekundaarse protsessi informatiivseks parameetriks on püromeetrit mõjutava soojuskiirguse intensiivsus. Sekundaarse protsessi (soojuskiirguse) informatiivse parameetri (intensiivsuse) sõltuvusfunktsioonil mõõdetud väärtusest (keskkonnatemperatuurist) on mitteinformatiivne parameeter - kiirguse lainepikkus.

Märge. Mõiste "kaudne mõõtmine" selgitust vt märkusest 3.

2. MÕÕTEVÄÄRTUS - mõõteobjekti mudeli parameeter (või parameetrite funktsionaal), mis kajastab mõõteobjekti omadust, mille defineerimine on mõõtmisülesanne.

Märkused:

3. Nende füüsikaliste põhimõtete kohaselt võiks kaudsete mõõtmiste rühma arvata "sekundaarset protsessi" kasutavad mõõtmised. Siiski on soovitav eraldada mõõtmised, mille puhul arvutatakse mõõtmistulemus (operaatori poolt või automaatselt) otsemõõtmiste tulemuste põhjal, ja mõõtmised, mille puhul kasutatakse mõõdetava suuruse funktsionaalset sõltuvust teisest füüsikalisest olemusest tulenevast suurusest. kuid mõõtmistulemuse määramisel arvutusi ei kasutata ning sellel mõõtmisel kasutatavate mõõtevahendite nominaalses teisendusfunktsioonis võetakse arvesse funktsionaalset sõltuvust mõõdetud väärtuse ja sekundaarse protsessi informatiivse parameetri vahel. Sekundaarse protsessi abil mõõtmisel ei ole vaja arvestada konkreetsete metoodiliste vigadega, mis mõjutavad mõõtmisviga, kui mõõtetulemus määratakse arvutamise teel otseste mõõtmiste tulemustest. Praktilisteks arvutusteks tuleks sekundaarse protsessi abil tehtud mõõtmised liigitada otsesteks, kui mõõtmistulemused määratakse otse mõõteriistade näitajate järgi.

5. MÕÕTMISE TEOSTAMISE MEETOD (MP) - tehnikate (protseduuride) kogum teatud tüüpi mõõtevahendite ja muude objektiga ja omavahel ühendatud tehniliste vahendite kasutamiseks, mis on mõeldud mõõtmistulemuste saamiseks.

Märge. Antud mõõtmisobjektide rühma jaoks; antud mõõdetud väärtus ja selle väärtused antud vahemikus; signaali kavandatava väärtuse muutumise kiirus (sagedus) antud vahemikus või antud sagedusspektris, mille informatiivseks parameetriks on mõõdetud väärtus; antud välistingimused - MVI peaks andma mõõdetud koguse mõõtmistulemused veaga, mille omadused ei ületa kindlaksmääratud lubatud piire. MVI on omamoodi mõõtmiste "tehnoloogiline protsess".

6. METOODILISED MÕÕTMISVEAD – mõõtmisvigade komponendid, mis tulenevad:

mõõtmisobjekti aktsepteeritud füüsilise mudeli ja selle omadust adekvaatselt kajastava mudeli erinevus, mis on määratud mõõtmistega;

sekundaarprotsessi informatiivse parameetri (või sekundaarse suuruse) sõltuvusfunktsiooni parameetrite muutuste mõju mõõdetavale suurusele (sekundaarse protsessi või sekundaarsuuruse kasutamisel);

MVI-s mõõtevahendite kasutamise meetodite mõju;

algoritmide (valemite) mõju mõõtmistulemuste arvutamisel (kaudsete mõõtmiste puhul);

muude tegurite mõju, mis ei ole seotud kasutatavate mõõtevahendite omadustega.

7. MIM ERROR – üldistatud kontseptsioon, mis ühendab kõikidele selle MIM-i rakendamisel saadud mõõtmistulemustele omased mõõtmisvead selle MIM-i jaoks määratud tingimustel.

8. MVI RAKENDAMINE - MVI praktiline rakendamine:

käesolevale MVI-le vastav spetsiaalne mõõteseade;

mõõteobjekti, mõõtevahendite ja muude käesolevas MVI-s sätestatud tehniliste vahendite ühendamine (võib-olla ajutiselt kokku pandud);

kõige lihtsama MIM-i jaoks - üks mõõteriist, mis võimaldab teil läbi viia käesolevas MVI-s ettenähtud protseduuri (võtteid) ja saada mõõtmistulemus.

Märge. Kui MIM-i teostuse kasutamise tingimused vastavad MIM-i kasutamise täpsustatud tingimustele, ei tohiks selle MIM-i teostuse abil tehtud mõõtmisvigade omadused ületada selle MIM-i jaoks normaliseeritud piire.

9. MÕÕTMISTULEMUS - "mõõtmise teel" saadud kavandatud väärtuse tegeliku väärtuse hindamine (juhusliku suuruse rakendamine).

Märge. Siin on juhuslik suurus teatud mõõdetava suuruse mõõtmistulemuste kogum, mida on võimalik saada MVI teatud teostuse abil.

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

RAKENDUS Viide

I. ÜLDSÄTTED

3. MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMISE ÜLDREEGLID JA TINGIMUSED

4. OTSE MÕÕTMISVEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

5. KAUDSE MÕÕTMISE VEA OMADUSTE MÄÄRAMINE

6. MÕÕTMEMEETODITE JA -VAHENDITE LÕPLIK VALIK

RAKENDUS

KASUTATUD MÕISTE SELGITUS

Võib-olla olete huvitatud

RAKENDUS
Viide