Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Глава VI. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ1. ИЗМЕРЕНИЯ И ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫИзмерения и методы измерений. В настоящее время измерение определяют как нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств [6]. Измерение дает возможность количественного представления величин и независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений сводится к сравнению опытным путем размера некоторой величины с размером подобной ей величины, принятой за единицу. В основе всякого измерения лежит измерительное преобразование, при котором между размерами двух величин устанавливается взаимнооднозначное соответствие. Измерительное преобразование, как правило, осуществляют техническими устройствами, называемыми преобразователями. Преобразуемую величину называют входной, а преобразованную (результат преобразования) — выходной величиной. Как правило, измерения проводят с помощью ряда преобразователей. Первая из входных величин является воспринимаемой. Измеряемой называют физическую величину, подлежащую или подвергаемую измерению. В общем случае не всякая воспринимаемая величина является измеряемой. Часто измеряемая величина только функционально связана с воспринимаемой и извлекается из последней с помощью специального преобразования. Это имеет место, например, при измерении частоты или периода гармонической величины, спектральной плотности случайного процесса и т. д. В ряде случаев эти величины совпадают, например, когда измеряемыми параметрами являются мгновенные значения воспринимаемой величины. Измерительный преобразователь может иметь несколько входных величин. Так, если результатом измерительного преобразования является, например, мгновенная механическая мощность, то воспринимаемыми величинами являются одновременно сила и скорость. При описании работы преобразователя входные и выходные величины, абстрагируясь от их физической природы, называют сигналами. Сигналы характеризуют информативными и неинформативными параметрами, которые соответственно функционально связаны и не связаны с измеряемой величиной. Информативный параметр сигнала называют также сигналом измерительной информации. Ниже, если не оговорено, то под входными и выходными величинами и сигналами будем понимать сигналы измерительной информации. Наряду с измеряемой величиной рассматривают также влияющие физические величины, которые не подлежат измерению, но оказывают влияние на результаты измерений данным средством измерений. При исследовании вибраций механических систем приходится измерять как механические, так и немеханические величины. Механические величины можно подразделить на первичные, которые чаще всего являются процессами или их характеристиками, и вторичные, чаще всего являющиеся характеристиками механических систем (см. раздел 1 гл I и гл. II). В качестве примера немеханических величин отметим частоту, период, сдвиг фазы гармонического или узкополосного случайного процесса. Важной характеристикой измерений является метод измерений — совокупность приемов использования принципов и средств измерений [6]. Однако в названиях методов часто указывают только главные отличительные особенности метода, например принцип действия (токовихревой, электродинамический, оптический), либо используемые средства измерения (электрические, неэлектрические), либо приемы использования (контактные и бесконтактные, прямого преобразования, уравновешивани Метод прямого преобразования основан на том, что все преобразования сигналов производят только в направлении от входа к выходу измерительного устройства. Метод измерени й, при котором используется обратное преобразование выходной величины в величину, однородную с входной преобразуемой величиной, и их взаимное уравновешивание с той или иной степенью точности, называют методом уравновешивания [37]. Бесконтактными в метрологии называют все методы измерений, в которых воспринимающим элемент измерительного устройства не приводится в непосредственный механический контакт с объектом, характеризуемым измеряемой величи ной. К ним относят оптические, акустические, вихретоковый, емкостный, индуктивный методы измерения. Эти методы следует отличать от методов измерения с бесконтактной передачей измерительной информации внутри измерительного канала (бесконтактный съем электрического сигнала, передача сигнала с помощью радиоволн и т. д.). Большинства методов измерения механических величин независимо от принципов действия являются электрическими, исключение составляют простейшие оптические и механические методы. Электрическими называют методы измерений, при которых используют электрические технические средства. Последние обладают такими преимуществами, как простота измерения и большой диапазон возможных значений чувствительности; большое быстродействие, малые габариты; возможность реаишзации сложных математических преобразований при измерениях; создания автоматических и автоматизированных информационно-измерительных систем, измерения на больших расстояниях и т. д. Классификация измерений. По характеру зависимости измеряемой величины (или функционально связанной с ней величины) от времени измерения разделяют на статические и динамические. Измерения физических величин, размеры которых без потери точности измерений можно принять не зависящими от времени, называют статическими. Измерения, связанные с нахождением изменений физических величин во времени или некоторых мгновенных значений изменяющихся физических величин, называют динамическими. Статическими являются, например, измерения постоянной силы, динамическими — измерения мгновенных значений параметров вибрации, пульсирующего давления. По способу получения измеряемой величины (результата измерения) измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные (см. раздел I гл. I). Примерами косвенных измерений являются измерения мощности, модуля и фазы импеданса через сигналы скорости и силы. Примером совокупных измерений является одновременное измерение компонентов линейного ускорения полюса и углового ускорения твердого тела путем решения в реальном времени системы уравнений, заданных сигналами прямолинейных акселерометров, установленных в различных точках твердого тела (см. гл. VII). По условиям, определяющим точность результата, различают: 1) измерения максимально возможной точности (эталонные и специальные измерения высокой точности); 2) контрольно-поверочные измерения (измерения, выполняемые специальными лабораториями, при которых погрешность не должна превышать заданного значения); 3) технические измерения, в которых погрешность результата измерения определяется характеристиками средств измерений. Различают абсолютные и относительные измерения. Измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант, называют абсолютными. Примером является измерение амплитуды К характеристикам измерений относят принцип, метод, процедуру, погрешность, точность, правильность, сходимость и воспроизводимость измерений [6]. Определения этих понятий и пояснения к ним даны в разделе 1 гл. I и в разделе 1 гл XII. Остановимся только на понятиях погрешности и связанной с ней точности измерений. Погрешностью измерений называют разность между результатом измерения изм и истинным значением х измеряемой величины:
Эта величина есть абсолютная погрешность измерений. Лучшей оценкой качества измерений является относительная погрешность измерений, определяемая по формуле
Относительную погрешность часто выражают в процентах. Если измеряемая величина является функцией времеии, и особенно знакопеременной, то абсолютную погрешность измерения часто, а относительную всегда оценивают через некоторые принятые (представляющие) параметры переменной величины. В качестве таких параметров берут некоторый функционал (среднеквадратичное значение, среднее по модулю значение и
Точность измерений есть характеристика их качества, отражающая близость Результата измерения к истинному значению измеряемой величины Количественно точность измерений
(Подробнее о погрешностях измерений см. гл, XII, а о погрешностях преобразователей - гл. VII и IX).
|
1 |
Оглавление
|