Порядок выбора средств измерений
Важное значение здесь имеет определение исходных данных, которые необходимы для технически обоснованного (оптимального) выбора средств измерений. Исходные данные включают:
1. состав измеряемых и контролируемых параметров технического устройства;
2. значения допусков на отклонения контролируемых параметров и допустимые значения суммарной погрешности измерений для измеряемых параметров;
3. допускаемые значения вероятностей ложного и необнаруженного отказов для каждого контролируемого параметра и значения доверительных вероятностей для измеряемых параметров;
4. законы распределения отклонений контролируемых параметров как случайных величин.
Наряду с исходными данными на основе анализа технического устройства, характеристик измеряемого параметра и условий, в которых будут проводиться измерения, определяют требования к ограничительным техническим характеристикам выбираемого средства измерений. При анализе параметра технического устройства, для измерения которого выбирается средство измерений, определяются его минимальное, номинальное и максимальное значения, частотный диапазон и допустимое время на измерение (контроль).
При анализе условий, в которых будут проводиться измерения, определяются:
1. уровни механических нагрузок (вибраций, ударов и т.д.);
2. значения климатических условий (температуры to, влажности, давления и т.д.);
|
|
|
3. наличие или отсутствие активно разрушающей среды, в которой будут эксплуатироваться средства измерений или их элементы (агрессивные газы и жидкости, высокая температура, высокое напряжение, грибки и т.д.);
4. наличие электрических и магнитных помех (полей).
Необходимо учитывать, что оптимизация выбора средства измерений при соблюдении требований к достоверности контроля и измерений параметров достигается минимизацией (исключением) избыточности по точностным характеристикам выбираемых средств измерений. Исключением избыточности по точностным характеристикам позволит выбрать средства измерений минимальной стоимости, массы, габаритов с высокой устойчивостью против механических нагрузок и температурных воздействий, а также более простые в обслуживании.
После определения исходных данных и требований к ограничительным характеристикам, которым должно удовлетворять выбираемое средство измерений, необходимо рассчитать требуемые значения точностных характеристик.
При выборе средства измерений для контроля параметров технического устройства рассчитывается допускаемое значение суммарной погрешности результатов измерений
, (8)
где R – допускаемое соотношение между погрешностью измерений и допускаемым отклонением контролируемого параметра.
|
|
|
Значение R определяется раздельно по заданным допускаемым значениям вероятностей ложного 
и необнаруженного 
отказов с учетом закона распределений отклонений погрешности рассматриваемых для выбора средств измерений с помощью рассчитанных по формулам (3), (4) для наиболее распространенных законов распределения отклонений контролируемых параметров погрешностей измерений.
Порядок определения R по заданным вероятностям и следующий:
I. По законам распределений отклонений контролируемого параметра и погрешностей средств измерений выбирают соответствующие номограммы.
II. По значениям 
и 
(среднее квадратическое отклонение контролируемого параметра технического устройства) вычисляют соотношение
и откладывают его на оси абсциссе выбранных номограмм.
Дальнейший порядок определения 
и 
зависит от вида задания допуска контролируемого параметра и требований к измерению параметра, при этом возможны 6 различных вариантов определения и .
1. Допускаемое отклонение контролируемого параметра двустороннее симметричное: 
. При данном виде задания допуск на ординатах соответствующих номограмм откладывают значения и и определяют точки пересечения с абсциссой
|
|
|
.
Кривые номограммы, на которых будут лежать соответствующие точки, дадут значения 
и 
меньшее из них принимается за искомое. Если точки пересечения не будут лежать на кривых, то и определяются методом интерполяции по значениям кривых, между которыми лежат эти точки. Значение вычисляется по формуле (8).
2. Допускаемое отклонение контролируемого параметра одностороннее: 
или 
. В этом случае для расчета могут быть использованы те же номограммы, что и в случае 1, но так как при односторонних допусках по сравнению с двусторонними симметричными вероятности ложного и необнаруженного отказов будут в 2 раза меньшими, необходимо на ординатах соответствующих номограмм откладывать значения 
и 
. Последующие операции по определению соответствуют случаю 1.
3. Допускаемое отклонение контролируемого параметра двустороннее несимметричное: 
. Метод расчета основан на итерационном подходе с использованием тех же номограмм, что и для случая 1. Порядок определения следующий:
3.1.По соответствующим номограммам и значениям , 
определяют значение , а по заданным значениям , – значение , сравнивают и и меньшее значение берут за исходное, обозначив его 
.
|
|
|
3.2.Определяют min-ое значение
. (9)
3.3.Вычисляют значение коэффициента асимметрии допусков
. (10)
3.4.Определяют значение с учетом асимметрии допусков
.
3.5.по соответствующим номограммам и значениям , 
определяют значения 
и 
, а по значениям 
, 
– значения 
и 
.
3.6.Проверяют выполнение условий:
(12)
3.7.В случаях, когда 
и 
, значение 
увеличивают, а когда 
или(и) 
– значение уменьшают.
С увеличенным (уменьшенным) значением выполняют операции 5, 6, 7 до тех пор, пока не будут соблюдены условия (12).
3.8.Значение , при котором соблюдается условие (12) принимается за искомое.
4. Заданы верхняя (нижняя) границы значения контролируемого параметра и допускаемое отклонение или от верхней или нижней границы. Расчет ведется по алгоритму случая 2.
5. Осуществляется измерение параметра и задано допустимое значение погрешности результата измерений 
, которое с заданной вероятностью 
не должна превышать суммарная погрешность результата измерения выбранным СИ. Определяется
При выборе средства измерений должно быть выполнено условие
.
Критерием оптимизации выбора средств измерений по точности является достижение равенства между фактической суммарной погрешностью результата измерений параметра 
и допускаемым значением суммарной погрешности при условии, что фактические значения ограничительных технических характеристик средств измерений будут качественно выше или равны требуемым значениям этих характеристик. Условие оптимизации и требований по ограничительным характеристикам можно представить в следующем виде:
при 
(13)- множество значений
ограничительных характеристик.
По рассчитанному значению и ограничительным техническим характеристикам ориентировочно выбирают метод и средства измерений параметра и рассчитывают значение . При выборе метода и средств измерений следует рассмотреть стандартизованные методики выполнения измерений, а при отсутствии их следует рассматривать варианты выбора средств измерений из состава допущенных к применению соответствующими ведомствами. При расчете необходимо учесть все составляющие погрешностей измерений (методические, основные, дополнительные или динамические, систематические, случайные и т.д.) и наличие корреляционных связей между ними. При этом проверяются альтернативно (ориентировочно) выбранные метод и средства измерений на соответствие условию (13). результаты проверки могут дать следующие исходы:
a) условие (13) выполнено – выбран оптимальный вариант;
b) условие (13) не выполнено – выбираются новый метод и средства измерений (или только средства измерений), рассчитывается и проверяются выбранный метод и средства измерений на соответствие условию (13). данные операции повторяются до достижения оптимального варианта.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 766; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!