Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 39(167)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6

Библиографическое описание:
Шиленко А.М. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ // Студенческий: электрон. научн. журн. 2021. № 39(167). URL: https://sibac.info/journal/student/167/232259 (дата обращения: 05.11.2024).

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Шиленко Александр Михайлович

студент, кафедра Интеллектуальные электрические сети, Донской Государственный Технический Университет,

РФ, г. Ростов-на-Дону

METHODS FOR IMPROVING THE ACCURACY OF MEASURING INSTRUMENTS

 

Alexander Shilenko

student, , Department of Intelligent Electrical Networks, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

 

АННОТАЦИЯ

В статье описаны методы повышения точности измерительных приборов.

ABSTRACT

The article describes methods for improving the accuracy of measuring instruments.

 

Ключевые слова: точность, измерительные приборы.

Keywords: accuracy, measuring instruments.

 

Характер преобразования любого измерительного преобразователя (ИП) определяется свойствами его составных звеньев и описывается номинальной функцией преобразования(ФП), обобщенное представление которой имеет вид [1]:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image001.png                                                                    (1.1)

где x-измеряемая величина; y-выходная величина;

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image002.png-номинальные значения параметров ФП, указываемые в паспорте прибора.

Однако в реальных НП параметры ФП являются случайными функциями времени. Они изменяются из-за систематического и случайного дрейфа характеристик отдельных звеньев ИП, а также вследствие воздействия изменяющихся условий эксплуатации, параметров источников питания и т.д. Поэтому действительный характер преобразования описывается реальной ФП:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image003.png                                                     (1.2)

Таким образом погрешность результата измерения https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image004.pngопределяется отличием реальных параметров ФП от своих номинальных значений, то есть разностям https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image005.png.

Возможны два пути повышения точности результата измерений.

1. Повысить каким-либо способом стабильность параметров реальных ФП без введения структурной избыточности. То есть такой ИП состоит только из необходимого минимума звеньев преобразования, без которых процесс измерения величины x вообще невозможен. Эти методы повышения точности ИП, называемые конструктивными, сводятся к обеспечению качественных характеристик, определяющих стабильность параметров ФП (создание высокопрецизионных элементов, новых материалов и технологий и т.д.).

2. Второй путь повышения точности ИП заключается во введении структурной, временной или структурно-временной избыточности, позволяющей осуществлять дополнительные преобразования измерительной информации, результаты которых в дальнейшем обрабатываются по специальным алгоритмам. Этот путь объединяет структурно-алгоритмические методы, которые позволяют получить высокую точность измерений без улучшения метрологических характеристик составных звеньев ИП.

Всё многообразие видов ФП реальных ИП СС достаточной степенью точности описывается полиномом (n-1)-го порядка:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image006.png                                                                   (1.3)

причем все погрешности ИП определяются изменениями параметров https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image007.png.

В соответствии с введенными обозначениями параметров номинальных и реальных ФП согласно (1.3) погрешность измерения составит:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image008.png                                                                  (1.4)

где https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image009.png

Так как параметры реальной ФП https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image010.pngявляются в общем случае нестационарными функциями времени, то в интервале времени T=Nhttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image011.png, необходимом для выполнения N вспомогательных преобразований, то их можно представить в виде суммы нестационарной случайной центрированной эргодической функцией с нормальным законом распределения https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image012.png:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image013.png                                                            (1.5)

Учитывая (1.5) выражении (1.4) перепишется в виде:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image014.pnghttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image015.png,                                          (1.6)

где https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image016.png.

Таким образом https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image017.pngявляется нестационарной случайной функцией времени ( коррелированная составляющая Rhttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image017.pnghttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image018.png, а https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image019.png-некоррелированная составляющая погрешность Rhttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image019.pnghttps://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image020.png.

Представление погрешность в виде (1.6) дает возможность разделит погрешность измерения в зависимости от частотного спектра на две составляющие:

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image017.png, объединяющая практически все систематические, прогрессирующие и относительно медленно меняющиеся  случайные погрешности;

https://sibac.info/files/2020_05_10_Studencheskii/alena.files/image019.png, объединяющая все некоррелированные случайные погрешности типа «белого шума».

Такое разделение суммарной погрешности НУ удобно с точки зрения рассмотрения различных структурно-алгоритмических методов повышения точности результата измерения, так как каждый из методов, как правило, характеризуется способностью подавлять одну из двух составляющих погрешности.

 

Список литературы:

  1. https://works.doklad.ru/view/V_4VmRquMEY/all.html (дата обращения: 19.10.2021)
  2. https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-i-metody-povysheniya-tochnosti-izmereniy (дата обращения: 01.11.2021).

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.