Точностных характеристик
Методики ориентировочной оценки метрологических и
Принципиально их три, и отличие состоит в том, какие из точностных характеристик (
необходимо учесть (или не учесть). На рисунке 4.3 показаны схемы проведения экспериментов во всех трех случаях. Как видно, самая простая из них будет тогда, когда вариация и дрейф по предварительной информации несущественны; самая сложная – при учете всех видов погрешностей. Следует отметить, что систематическая составляющая погрешности определяется во всех методиках.
Методика 1 (без учета дрейфа и вариации).Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, а). На вход средства измерения многократно (не менее трех, но не более 10 раз) подают сигнал xji соответствующий испытуемой xj . Здесь и далее индексом j обозначают номер испытуемой точки, индексом i – порядковый номер подхода к этой точке (подачи входного сигнала). При подаче каждого входного сигнала однократно считывают выходной сигнал yji. Результаты наблюдений заносят в таблицу 4.5.
Задают пределы изменения входного сигнала x. Поскольку вариация несущественна, то испытания проводят в точках, соответствующих 0, 25, 50, 75 и 100 % диапазона измерений. Каждое наблюдение производится при подходе к испытуемой точке только со стороны меньших значений, т.е. при увеличении входного сигнала.
Номинальную статическую характеристику y=f(x) и обратную к ней (градуировочную) характеристику задают в виде соответствующего полинома: линейную по формулам (2.10) и (2.12), нелинейную по формулам (2.14) и (2.16). Определение коэффициентов полинома осуществляется методом наименьших квадратов, описанном ниже.
Таблица 4.5 – Форма таблицы для формирования массива данных
по методике 1 при j = 5, i - 3
| X11 | X12 | X13 | ××× | X51 | X52 | X53 |
| Y11 | Y12 | Y13 | ××× | Y51 | Y52 | Y53 |
По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [
отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу.
Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения путем сравнения с заданными пределами допускаемого значения систематической составляющей погрешности - Δсд и допускаемого значения СКО случайной составляющей погрешности - 
.
Методика 2 (без учета дрейфа).Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, б). На вход средства измерения многократно (не менее трех раз, но не более 10 раз) подходят к испытуемой точке xj со стороны меньших (хмj) и со стороны больших (хбj) значений входного сигнала. При каждом подходе однократно считывают значение выходного сигнала yмj и yбj соответственно.Результаты наблюдений заносят в таблицу, подобную таблице 4.6.
Задают пределы изменения входного сигнала x. Поскольку вариация существенна, то испытания проводят в точках, соответствующих 5, 25, 50, 75 и 95 % диапазона измерений. Прямую и обратную номинальную статическую характеристику y=f(x) задают в виде соответствующего полинома: линейную по формулам (2.10) и (2.12), нелинейную по формулам (2.14) и (2.16).
По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [] отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу. Определяют также и вариацию в абсолютной, относительной и приведенной формах [вj,vj, Vj].
Таблица 4.6 – Пример формы таблицы для формирования массива данных
по методике 2 при j = 5, i = 3
| xм ji | yм ji | xб ji | yб ji | ||||
| xм 1-1 | yм 1-1 | xб 1-1 | yб 1-1 | ||||
| xм 1-2 | yм 1-2 | xб 1-2 | yб 1-2 | ||||
| xм 1-3 | yм 1-3 | xб 1-3 | yб 1-3 | ||||
| xм 2-1 | yм 2-1 | xб 2-1 | yб 2-1 | ||||
| xм 2-2 | yм 2-2 | xб 2-2 | yб 2-2 | ||||
| xм 2-3 | yм 2-3 | xб 2-3 | yб 2-3 | ||||
| xм 3-1 | yм 3-1 | xб 3-1 | yб 3-1 | ||||
| … | … | … | … | ||||
| … | … | … | … | ||||
| xм 5-3 | yм 5-3 | xб 5-3 | yб 5-3 |
Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения путем сравнения с заданными пределами допускаемого значения погрешности - Δд и пределами допускаемого значения вариации - вд.
Методика 3 (учитываются все составляющие погрешности, включая 
).Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, в). На вход средства измерения многократно (не менее трех, но не более 10 раз) подходят к испытуемой точке xj со стороны меньших (хмj) и со стороны больших (хбj) значений входного сигнала. При каждом подходе многократно (не менее трех, но не более 10 раз) считывают значение выходного сигнала yмjк и yбjк через равные промежутки времени.Результаты наблюдений заносят в таблицу, подобную таблице 4.7.
Таблица 4.7 – Пример формы таблицы для формирования массива данных
по методике 3 при j = 5, i = 3, к = 3
| xм ji | yм ji1 | yм ji2 | yм ji3 | xб ji | yб ji1 | yб ji2 | yб ji3 |
| xм 1-1 | yм 1-1 1 | yм 1-1 2 | yм 1-1 3 | xб 1-1 | yб 1-1 1 | yб 1-1 2 | yб 1-1 3 |
| xм 1-2 | yм 1-2 1 | yм 1-2 2 | yм 1-2 3 | xб 1-2 | yб 1-2 1 | yб 1-2 2 | yб 1-2 3 |
| xм 1-3 | yм 1-3 1 | yм 1-3 2 | yм 1-3 3 | xб 1-3 | yб 1-3 1 | yб 1-3 2 | yб 1-3 3 |
| xм 2-1 | yм 2-1 1 | yм 2-1 2 | yм 2-1 3 | xб 2-1 | yб 2-1 1 | yб 2-1 2 | yб 2-1 3 |
| … | … | … | … | … | … | … | … |
| xм 5-3 | yм 5-3 1 | yм 5-3 2 | yм 5-3 3 | xб 5-3 | yб 5-3 1 | yб 5-3 2 | yб 5-3 3 |
По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [] отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу, а также в разрезе каждого промежутка времени. Определяют также и вариацию в абсолютной, относительной и приведенной формах [вj, vj, Vj].
Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения. Алгоритм обработки результатов наблюдений по данной методике в настоящем пособии не рассматривается. Читатель при желании или при возникновении необходимости применения данной методики на практике может обратиться к ГОСТ 8.508-84.
| а) | 
| б) | 
| в) | 
|
| Рисунок 4.3 – Схемы проведения экспериментов по различным методикам |