Измерение и их достоверность.
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Измерение и их достоверность.





Цель и задачи эксперимента

Цель— это понять как будет себя вести исследуемый объект в определенных условиях.

Задачами эксперимента могут быть:

изучение характеристик воздействия среды на испытуемый объект;

определение параметров объекта;

оценка эффективности функционирования объекта и

проверка его на соответствие заданным требованиям.

1.2. Выбор методики проведения эксперимента. Составление плана.

Для проведения эксперимента необходимо провести ряд действий:

-определить цель и задачи эксперимента,

-сформулировать гипотезу, подлежащую проверке,

- создать программу экспериментальных работ,

-определить способы и приемы вмешательства в объект исследования,

-обеспечить условия для осуществления экспериментальных работ,

-разработать методы фиксирования хода и результатов эксперимента, подготовить средства измерения,

- обеспечить эксперимент необходимым обслуживающим персоналом.

 

Особое значение имеет методики эксперимента. , определяющая совокупность приемов и способов использования средств измерений, средств вычислений и вспомогательных средств, обеспечивающих получение результата измерений с необходимой точностью.

В результате этого этапа подготовки эксперимента должна быть

- разработана схема измерений,

-процедура или план эксперимента,

-выбрана методика обработки результатов наблюдений и

- оценки влияния условий эксперимента на полученные результаты измерений.

После получения результатов исследования необходимо произвести их анализ с помощью методов математических обработки для установления эмпирических зависимостей, аппроксимации связей между варьируемыми характеристиками, установлению критериев и доверительных интервалов.



Основные компоненты измерительной системы являются объект измерения; измерительный прибор; оператор; средства постоянного воздействия на объект; средства контроля воздействий; программа эксперимента.

Измерительная система – средство измерения, представляющее собой объединение мер, измерительных приборов и другое, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.

Объект измерения — это физическая величина, которая подлежит измерению

Измерительный прибор -– средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной непосредственно восприятию че-ловека.

Оператор-человек осуществляющий измерения на измерительном приборе

Программа эксперимента это совокупность действий включающих цель и задачи эксперимента; выбор варьирующих факторов; обоснование объема эксперимента, числа опытов; порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов; выбор шага изменения факторов, задание интервалов между будущими экспериментальными точками; обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Классификация погрешностей измерений по признакам: источник возникновения (инструментальная, методическая, согласования, субъективная; вычислений); способ выражения (абсолютная, относительная); условия проведения измерений (основная и дополнительная); характер проявления (систематическая и случайная). Запись числовых значений погрешностей и результатов измерений.

Запись результата измерений с учетом погрешности измерений

При записи результата прямых или косвенных измерений с учетом погрешности необходимо соблюдать следующие правила:

1. Величину погрешности (доверительного интервала) необходимо округлить до второй (слева направо) значащей цифры, если первая из них единица, и до первой значащей цифры во всех остальных случаях.

2. Результат измерений (среднее значение величины, полученное в результате прямых или косвенных измерений) необходимо округлить до того же разряда, что и погрешность. Число значащих цифр окончательного результата определяется порядком величины абсолют ной погрешности (доверительного интервала).

Например: результат измерений 13,828 получен с погрешностью

0,045. Тогда окончательный результат запишем в виде

13,83 ±0,04.

Следует заметить, что когда в расчетах используются табличные данные (без указания погрешностей), то обычно считается, что погрешность этой величины составляет половину разряда последней значащей цифры (это параметр d для равномерного распределения ошибки округления).

Основные этапы процесса измерения состоят из следующих стадий

Процесс измерения-пр-сс нахождения экспериментально какой-либо физ. величины с использованием имеющихся техн.средств, обладающих установленными метрологическими стандартами и характеристиками.

Процесс измерения включает в себя 3 этапа :

1)подготовка измерит.эскперимента (определяется обьект измерения,алгоритм,выбирается методы и средства измерения)

2)непосредственно сам эксперимент. информация может быть пассивной(напряжение источника питания), т.е. она заранее известна и активнойта, ктр-ая принимает форму энергии(сигнал на осциллографе). совокупность активной и пассивной дает необходимую информацию об объекте измерения.

3)последний этап-обработка полученных результатов.

проводятся необходимые вычисления, определяется а)доверительная вероятность (вероятность того, что истинное значение измеряемой величины лежит в пределах доверительного интервала);б)погрешности измерения (т.е. исключают грубые погрешности,затем оценивают систематическую погр-ть и вводят поправки если это возможно и оценивают случайную составляющую погр-ти, затем вычисляют результирующую погр-ть и доверительный интервал).

 

Раздел 3 Виды, методы и средства измерений

Виды измерений: прямые и косвенные, однократные и многократные. Средства измере-ний (приборы, преобразователи, эталоны, установки, системы). Методы измерений: непосредст-венной оценки и сравнения.

Раздел 4

 

Уточнение цели и данных об условиях проведения эксперимента и физической величине. Требования, предъявляемые к модели. Приближенные и точные модели объекта (в виде дифференциального уравнения, скалярной величины, векторной величины, периодического сигнала) и их связь с постановкой измерительной задачи

Моделью объекта называется отражение свойств реального объекта.

Адекватность модели — степень приближения этой модели к реальному объекту

 

При построении математической модели объекта измерения неизбежно приходится идеализировать те или иные его свойства. Модель никогда не может полностью описывать все свойства объекта измерений. Она отражает с определенной степенью приближения некоторые из них, имеющие существенное значение для решения данной измерительной задачи. Модель строится до измерения на основе априорной информации об объекте и с учетом цели измерения. Измеряемая величина определяется как параметр принятой модели, а его значение, которое можно было бы получить в результате абсолютно точного измерения, принимается в качестве истинного значения данной измеряемой величины. Эта неизбежная идеализация, принятая при построении модели объекта измерения, обуславливает неизбежное несоответствие между параметром модели и реальным свойством объекта, которое называется пороговым. Пороговое несоответствие принципиально ограничивает достижимую точность измерений при принятом определении измеряемой ФВ.

Изменения и уточнения цели измерения, в том числе и такие, которые требуют повышения точности измерений, приводят к необходимости изменять или уточнять модель объекта измерений и переопределять понятие измеряемой величины. Основной причиной переопределения является то, что пороговое несоответствие ранее принятого определения не позволяет повысить точность измерения до уровня требуемой. Вновь введенный измеряемый параметр модели также может быть измерен лишь с погрешностью, которая в лучшем случае равна погрешности, обусловленной пороговым несоответствием. Поскольку принципиально невозможно построить абсолютно адекватную модель объекта измерения, то нельзя устранить пороговое несоответствие между измеряемой ФВ и описывающим ее параметром модели объекта измерений. Отсюда вытекает важное следствие g1: истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.

Модель можно построить только при наличии априорной информации об объекте измерения. При этом чем больше информации, тем более адекватной будет модель и соответственно точнее и правильнее будет выбран ее параметр, описывающий измеряемую ФВ. Следовательно, увеличение априорной информации уменьшает пороговое несоответствие. Из этого следствия вытекает, что при отсутствии априорной информации измерение принципиально невозможно. В то же время максимально возможная априорная информация заключается в известной оценке измеряемой величины, точность которой равна требуемой. В этом случае необходимости в измерении нет.

Требования, предъявляемые к модели: 1)представлять объект в упрощенном виде, но с допустимой степенью простоты для данного вида и цели исследования, проблемы и задач; 2) давать возможность перехода от модельной информации к реальной.

 

 

Вопрос Сущность планирования измерительного эксперимента

Планирование эксперимента (англ. experimental design techniques) — комплекс мероприятий, направленных на эффективную постановку опытов. Основная цель планирования эксперимента — достижение максимальной точности измерений при минимальном количестве проведенных опытов и сохранении статистической достоверности результатов.

Планирование эксперимента применяется при поиске оптимальных условий, построении интерполяционных формул, выборе значимых факторов, оценке и уточнении констант теоретических моделей и др.

Цель и задачи эксперимента

Цель— это понять как будет себя вести исследуемый объект в определенных условиях.

Задачами эксперимента могут быть:

изучение характеристик воздействия среды на испытуемый объект;

определение параметров объекта;

оценка эффективности функционирования объекта и

проверка его на соответствие заданным требованиям.

1.2. Выбор методики проведения эксперимента. Составление плана.

Для проведения эксперимента необходимо провести ряд действий:

-определить цель и задачи эксперимента,

-сформулировать гипотезу, подлежащую проверке,

- создать программу экспериментальных работ,

-определить способы и приемы вмешательства в объект исследования,

-обеспечить условия для осуществления экспериментальных работ,

-разработать методы фиксирования хода и результатов эксперимента, подготовить средства измерения,

- обеспечить эксперимент необходимым обслуживающим персоналом.

 

Особое значение имеет методики эксперимента. , определяющая совокупность приемов и способов использования средств измерений, средств вычислений и вспомогательных средств, обеспечивающих получение результата измерений с необходимой точностью.

В результате этого этапа подготовки эксперимента должна быть

- разработана схема измерений,

-процедура или план эксперимента,

-выбрана методика обработки результатов наблюдений и

- оценки влияния условий эксперимента на полученные результаты измерений.

После получения результатов исследования необходимо произвести их анализ с помощью методов математических обработки для установления эмпирических зависимостей, аппроксимации связей между варьируемыми характеристиками, установлению критериев и доверительных интервалов.

Измерение и их достоверность.

Измерением называют совокупность действий, выполняемых с помощью проборов, мер и др. средств. Цель измерения - нахождение численных значений измеряемой величины в принятых единицах измерения.

Средствами измерения называют технические средства, используемые при осуществлении процесса измерения, и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Результат измерения представляет собой конечный продукт некоего производственного процесса, имеющего, как и любая другая продукция, свои показатели качества.

Точность измерений – качество измерения, отражающее близость результата к ис-тинному значению измеряемой величины.

Погрешностью измерения называют отклонение измеренного значения физической величины от её истинного значения

абсолютная погрешность

где действующее значение измеряемой величины.

относительная погрешность.

Неопределенное измерение– характеристика, связанная с результатом измерения и характеризующая рассеивание значений, которые можно приписать к измеряемой величине.

систематическая погрешность

случайная погрешность.

Случайная погрешность изменяется случайным образом при повторных измерениях, не может быть исключена из результатов опыта.

Среднее значение у всех случайных величин =0.

Систематическая погрешность – погрешность постоянная или закономерно изменяющаяся при многократных измерениях.

Раздел 2 Измерительный эксперимент и погрешность измерения

Основные компоненты измерительной системы: объект измерения; измерительный прибор; оператор; средства постоянного воздействия на объект; средства контроля воздействий; программа эксперимента.

Классификация погрешностей измерений по признакам: источник возникновения (инструментальная, методическая, согласования, субъективная; вычислений); способ выражения (абсолютная, относительная); условия проведения измерений (основная и дополнительная); характер проявления (систематическая и случайная). Запись числовых значений погрешностей и результатов измерений.

Структура и взаимосвязь основных этапов процесса измерения.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.