Главная > Вибрации в технике, Т. 5. Измерения и испытания
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
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 ИЗМЕРЕНИЙ

1. ИЗМЕРЕНИЯ И ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Измерения 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 гармонического ускорения через измеренные амплитуду перемещения и период колебания Относительными называют измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Примерами таких измерений являются: I) измерение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) преобразователя в логарифмическом масштабе по отношению к значению АЧХ на некоторой частоте; 2) измерение отклонения АЧХ от ее значения на некоторой частоте или от заданной АЧХ.

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 так что представляющий параметр не обращается в нуль, если переменная величина не равна тождественно нулю. Если есть переменная величина, принятый для оценки ее размера параметр, то указанные решности равны:

Точность измерений есть характеристика их качества, отражающая близость Результата измерения к истинному значению измеряемой величины Количественно точность измерений выражают через модуль относительной погрешности:

(Подробнее о погрешностях измерений см. гл, XII, а о погрешностях преобразователей - гл. VII и IX).

1
Оглавление
email@scask.ru