32. В каком случае разрабатывается мви

Выбор (разработка) метода и средств измерений. В большинстве случаев выбор метода и СИ представляет собой многовариантную задачу. Ее рациональное решение соответствует минимальным затратам на измерения, включая затраты на метрологическое обслуживание СИ, при условии выполнения заданных требований к методики выполнения измерений МВИ, в том числе требований к точности измерений. Обычно эту задачу решают итерационным путем. Предварительно выбирают метод и СИ, которые могут быть применены в заданных условиях, т.е. метод и СИ заведомо удовлетворяют всем требованиям (кроме точности измерений, которая предполагается удовлетворительной). Далее проводят оценивание точности измерений.

Если оцененные характеристики точности измерений не превышают допускаемых пределов и незначительно меньше этих пределов, то точность измерений считают удовлетворительной и ее характеристики приписывают данной методики выполнения измерений МВИ.

Если оцененные характеристики точности измерений существенно меньше допускаемых пределов (например, составляют менее 0.5 предела допускаемых значений), то выбранный метод и СИ нерациональны по экономическим соображениям. В этом случае целесообразно выбрать менее точный метод и СИ, если затраты на измерения, включая затраты на метрологическое обслуживание этих СИ, существенно меньше, чем в предварительном варианте. Далее проводят новое оценивание характеристик точности измерений и сравнивают их с допускаемыми пределами.

Если оцененные характеристики превышают пределы допускаемых значений, то необходимо выбрать более точные метод и СИ и произвести оценивание характеристик точности измерений.

При выборе (разработке) более точных методов и СИ целесообразно использовать рекомендации МИ 2301-94 "ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Методы и способы повышения точности". При разработке МВИ целесообразно также использовать МИ 1967-89 "ГСИ. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения".

33. случайная и систематическая погрешности

Случайная погрешность измерения - это составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом ( по знаку и значению ) в серии повторных измерений, проведенных с одинаковой тщательностью одного и того же размера физической величины.

Систематическая погрешность измерения – это составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же физической величины.

34. Функция Гаусса ( нормального распределения). Формула оценки ее параметров. Использование в мтрологии

Функция Гаусса имеет два параметра: σ² – параметр рассеивания результатов измерения и μ – центр рассеивания. . Если параметры распределения известны, то функция плотности вероятности может быть определена для любой точки числовой оси, т.к. все другие значения в уравнении представляют собой постоянные величины.

35. 2 способа представления результатов измерений

Формы представления результатов измерений:

Статистические оценки характеристик погрешности измерений. Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра х входного сигнала.

Статическая характеристика нормируется путем задания в форме уравнения, графика или таблицы. Понятие статической характеристики применимо и к измерительным приборам, если под независимой переменной х понимать значение измеряемой величины или информативного параметра входного сигнала, а под зависимой величиной – показание прибора.

Приписанные характеристики погрешности измерений:

Характеристика погрешности измерений, приписываемая любому

результату совокупности измерений, полученному при

соблюдении требований стандартизованной или аттестованной

методики.

В качестве приписанной характеристики погрешности

измерений приняты границы интервала (нижняя и верхняя), в

которых погрешность измерений находится с вероятностью Р =0,95.

36. доверительная погрешность. 2 способа оценки

Величину называют доверительной случайной составляющей погрешности, а интервал ± ε – доверительным интервалом для среднего арифметического или, что одно и то же, интервальной оценкой результата измерения.

Доверительная погрешность - верхняя и нижняя границы интервала погрешности результата измерений при данной доверительной вероятности.

1. Среднее квадратическое отклонение результатов единичных измерений в ряду измерений – характеристика S рассеяния результатов измерений в ряду равноточных измерений одной и той же физической величины, вычисляемая по формуле:

,

где: xi - результат i-го единичного измерения; x ̅ - среднее арифметическое значение n единичных результатов измерений величины.

Примечание - СКО S является оценкой стандартного отклонения сигма - параметра распределения результатов измерений и одновременно оценкой стандартного отклонения распределения случайной погрешности этих результатов.

2. Средняя квадратическая погрешность среднего арифметического:

, (3)

где - результат i-го измерения; - среднее арифметическое полученных значений; n – число измерений.

Чем больше число измерений, тем меньше и тем больше оно приближается к σ. Если истинное значение измеряемой величины μ, ее среднее арифметическое значение, полученное в результате измерений , а случайная абсолютная погрешность , то результат измерений запишется в виде .

37. не исключенная систематическая погрешность. Причина появления. Как ее оценивать.

не исключённая систематическая погрешность результата образуется из составляющих в качестве которых могут быть не исключенные систематические погрешности: метода , средства измерений, вызванные другими источниками. Систематическая погрешность, остающаяся после введения поправок на ее наиболее существенные составляющие, включает в себя ряд элементарных составляющих, называемых не исключенными остатками систематической погрешности. К их числу относят:

1. погрешности определения поправок

2. погрешности, зависящие от точности измерения влияющих величин, входящих в формулы для определения поправок

3. погрешности, связанные с колебаниями влияющих величин( температура окружающей среды, напряжение питания).

Перечисленные погрешности малы и поправки на них не вводятся.

38. как поступают с систематической погрешностью если ее не могут искулючить

Обычно систематическую погрешность пытаются исключить возможными способами (например, применением методов измерения, снижающих вероятность ее возникновения), если же систематическую погрешность невозможно исключить, то ее просчитывают до начала измерений и в результат измерения вносятся соответствующие поправки. В процессе нормирования систематической погрешности определяются границы ее допустимых значений. Систематическая погрешность определяет правильность измерений средств измерения (метрологическое свойство). Систематические погрешности в ряде случаев можно определить экспериментальным путем. Результат измерений тогда можно уточнить посредством введения поправки.

39. причина появления систематической погрешности

Систематические погрешности при измерении одним и тем же методом и одними и теми же измерительными средствами всегда имеют постоянные значения. К причинам, вызывающим их появление, относят:

- погрешности метода или теоретические погрешности;

- инструментальные погрешности;

- погрешности, вызванные воздействием окружающей среды и условий измерения.

40. порядок обработки результатов прямых многократных измерений

при статистической обработке группы результатов наблюдений следует выполнить следующие операции:

-исключить известные систематические погрешности из результатов наблюдений

-вычислить среднее арифметическое исправленных результатов наблюдений, принимаемое за результат измерения

-вычислить оценку квадратического отклонения результата наблюдения

-вычислить оценку квадратического отклонения результата измерения

-проверить гипотезу о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению

-вычислить доверительные границы случайной погрешности результата измерения

-вычислить границы неисключенной систематической погрешности(неисключенных остатков систематической погрешности) результата измерения

-вычислить доверительные границы погрешности результата измерения

Проверку гипотезы о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению, следует проводить с уровнем значимости q от 10% до 2%

Для определения доверительных границ погрешности результата измерения доверительную вероятность Р принимают равной 0,95

В тех случаях, когда измерения нельзя повторить, помимо границ, соответствующих доверительной вероятности Р=0,95, допускается указывать границы для доверительной вероятности Р=0,99

В особых случаях, например при измерениях, результаты которых имеют значение для здоровья людей, допускается вместо Р=0,99 принимать более высокую доверительную вероятность.

41. Как определяется погрешность косвенных измерений?

Косвенными называются измерения, при которых искомая величина определяется по результатам прямых измерений других величин, связанных с этой величиной определенной функциональной зависимостью.

Когда мы говорим о косвенных измерениях, то всегда располагаем наличие определенной зависимостью у, и не посредственными результатами х_1,х₂….х_n у= f(х₁,х₂,…х_n)

Н.р мощность тока Р можно определить по результатам измерения силы тока I и напряжения U,

P=I*U. Косвенными измерениями воспользоваться значительно легче иногда и точнее определять значения физических величин.

42. Как устанавливают погрешность прямых однократных измерений?

Прямыми - называются измерения, результат которых получают путем сравнения измеряемой физической величины с мерой или путём отчета показаний на шкале прибора, градуированной в единицах этой величины с мерой или путем отсчета показаний по шкале прибора, градуированной в единицах этой величины. Простейшими примерами прямых измерений являются измерения длинны линейкой, температуры термометром, электрического напряжения вольт метром и т.д. прямые измерения составляют основу более сложных косвенных измерении.

45. Дайте определение повторяемости и воспроизводимости методов и результатов измерений.

Повторяемость-это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений выполняемых в одинаковых условиях одним и тем же средством измерений, одним и тем же оператором.

Воспроизводимость - это качество измерений, характеризующее близость к друг другу результатов измерений, полученных в различных условиях.

Результат измерений – это измеренное значение величины, полученное путем сопоставления измеряемой величины с её единицей.

46. Дайте определение измерений, испытаний и контроля. Назовите характеристики качества этих процессов.

Измерение – совокупность операций для определения отношения одной величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве.

Испытание – экспериментальное определение количественных и качественных характеристик свойств объекта как результата воздействия на него при его функционировании, а также моделирование объекта и воздействия.

Контроль – это процесс установления соответствия заданным требованиям значения параметра продукции.

Измерения, испытания и контроль тесно связаны между собой. Измерения составляют основу процедур испытания и контроля при количественной оценке параметров изделия. Контроль завершает и измерения, и испытания, и квалиметрическую оценку параметров качества т.к в процессе контроля устанавливают соответствие нормам.