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
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
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]:
(1.1)
где x-измеряемая величина; y-выходная величина;
-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:
(1.2)
Таким образом погрешность результата измерения определяется отличием реальных параметров ФП от своих номинальных значений, то есть разностям .
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:
(1.3)
причем все погрешности ИП определяются изменениями параметров .
В соответствии с введенными обозначениями параметров номинальных и реальных ФП согласно (1.3) погрешность измерения составит:
(1.4)
где
Так как параметры реальной ФП являются в общем случае нестационарными функциями времени, то в интервале времени T=N, необходимом для выполнения N вспомогательных преобразований, то их можно представить в виде суммы нестационарной случайной центрированной эргодической функцией с нормальным законом распределения :
(1.5)
Учитывая (1.5) выражении (1.4) перепишется в виде:
, (1.6)
где .
Таким образом является нестационарной случайной функцией времени ( коррелированная составляющая R, а -некоррелированная составляющая погрешность R.
Представление погрешность в виде (1.6) дает возможность разделит погрешность измерения в зависимости от частотного спектра на две составляющие:
–, объединяющая практически все систематические, прогрессирующие и относительно медленно меняющиеся случайные погрешности;
–, 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:
- https://works.doklad.ru/view/V_4VmRquMEY/all.html (дата обращения: 19.10.2021)
- https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-i-metody-povysheniya-tochnosti-izmereniy (дата обращения: 01.11.2021).
Оставить комментарий