Метрология

Метод приведения Он используется для определения результа­тов косвенного измерения и его погрешности при наличии корреля­ции между погрешностями измерений аргументов. Метод можно также применять при неизвестных распределениях погрешностей аргументов. Он предполагает наличие ряда согласованных результа­тов измерений аргументов Q₁₁,Q,₁₂,…,Q_1m; Q₂₁, Q₂₂, …, Q_2m; …, Q_j1, Q_J2, …, Q_jm; …; Q_L1, Q_{L2, …,} Q_Lm, полученных в процессе многократ­ных измерений. Согласованность результатов измерений означает либо одновременное их осуществление, либо то, что они выполнены над одним и тем же объектом и в одних и тех же условиях.

Метод основан на приведении отдельных значений косвенно изме­ряемой величины к ряду простых измерений. Получаемые сочетания отдельных аргументов подставляют в формулу (8.6) и вычисляют отдельные значения измеряемой величины Q: Q₁, Q₂, ..., Q_j, ,Q_L.

Результат косвенного измерения и СКО его случайной по­грешности вычисляются по формулам

Доверительные границы случайной погрешности результата из­мерения рассчитываются по формуле где Т - коэффи­циент, зависящий от вида распределения отдельных значений оп­ределяемой величины и выбранной доверительной вероятности. При нормальном распределении отдельных значений измеряемой величины доверительные границы случайных погрешностей вы­числяются по методике для прямых многократных измерений, из­ложенной в ГОСТ 8.207-76.

Границы неисключенной систематической погрешности и до­верительные границы погрешности результата косвенного измере­ния определяются так же, как и в рассмотренных выше случаях.

Глава 12. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ

НОРМИРОВАНИЕ

При использовании СИ принципиально важно знать степень соответствия информации о измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. С этой целью для каж­дого СИ вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (MX). Метрологические характеристики — это характеристики свойств средства измерений, оказывающие влия­ние на результат измерения и его погрешности. Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называ­ются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действи­тельными. Номенклатура MX, правила выбора комплексов норми­руемых MX для средств измерений и способы их нормирования определяются стандартом ГОСТ 8.009-84 "ГСИ. Нормируемые мет­рологические характеристики средств измерений". Подробные ком­ментарии к этому документу приведены в [58].

Метрологические характеристики СИ позволяют:

• определять результаты измерений и рассчитывать оценки ха­рактеристик инструментальной составляющей погрешности изме­рения в реальных условиях применения СИ;

• рассчитывать MX каналов измерительных систем, состоящих из ряда средств измерений с известными MX;

• производить оптимальный выбор СИ, обеспечивающих требуе­мое качество измерений при известных условиях их применения;

• сравнивать СИ различных типов с учетом условий примене­ния.

При разработке принципов выбора и нормирования средств из­мерений необходимо придерживаться ряда положений, изложен­ных ниже.

1. Основным условием возможности решения всех перечислен­ных задач является наличие однозначной связи между нормиро­ванными MX и инструментальными погрешностями. Эта связь устанавливается посредством математической модели инструментальной составляющей погрешности, в которой нормируемые MX долж­ны быть аргументами. При этом важно, чтобы номенклатура MX и способы их выражения были оптимальны. Опыт эксплуатации раз­личных СИ показывает, что целесообразно нормировать комплекс MX, который, с одной стороны, не должен быть очень большим, а с другой — каждая нормируемая MX должна отражать конкретные свойства СИ и при необходимости может быть проконтролирована.

2. Нормирование MX средств измерений должно производиться исходя из единых теоретических предпосылок. Это связано с тем, что в измерительных процессах могут участвовать СИ, построен­ные на различных принципах.

3. Нормируемые MX должны быть выражены в такой форме, чтобы с их помощью можно было обоснованно решать практически любые измерительные задачи и одновременно достаточно просто проводить контроль СИ на соответствие этим характеристикам.

4. Нормируемые MX должны обеспечивать возможность стати­стического объединения, суммирования составляющих инструмен­тальной погрешности измерений. В общем случае она может быть определена как сумма (объединение) следующих составляющих погрешности:

• (t), обусловленной отличием действительной функции пре­образования в нормальных условиях от номинальной, приписан­ной соответствующими документами данному типу СИ. Эта погреш­ность называется основной;

• , обусловленной реакцией СИ на изменение внешних влияю­щих величин и неинформативных параметров входного сигнала относительно их номинальных значений. Эта погрешность называ­ется дополнительной;

• обусловленной реакцией СИ на скорость (частоту) изме­нения входного сигнала. Эта составляющая, называемая динамиче­ской погрешностью, зависит и от динамических свойств средств измерений, и от част