Исследование и разработка системы радиоакустического зондирования для измерения параметров ветровых потоков в атмосферном пограничном слое
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?. Рассматривались возможности использования различных видов радиоантенн, акустических излучателей, радиоприемников, устройств выделения сигнала доплеровской частоты, схем и алгоритмов спектрального анализа [4].
Использование описанной системы радиоакустического зондирования позволяет с достаточно высокой точностью определять модуль сдвига ветра и направление сдвига на любых заданных высотах в пределах зоны действия системы в приземном слое атмосферы. Предельная высота зондирования определяется энергетическим потенциалом системы, которая может быть применена для метеорологического обеспечения взлёта и посадки самолётов.
зондирование атмосфера локатор частота
4. Измерение сдвига ветра в приземном слое атмосферы с использованием систем радиоакустического зондирования
4.1 Качество измерений
Числовые значения величин находят путем измерения, т.е. узнают, во сколько раз значение данной величины больше или меньше значения величины, принятого равным единице. По способу получения числового значения измеряемых величин все измерения делят на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допускаемых погрешностей.
Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности.
Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.
Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость - это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.
Воспроизводимость - это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях(в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).
Погрешность измерения - это отклонение результата измерения от истинного(действительного) значения измеряемой величины.
Погрешность измерений представляет собой сумму целого ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину.
Можно выделить следующие группы причин возникновения погрешностей, связанных:
с операцией настройки средства измерений или со смещением уровня настройки средства измерений во время эксплуатации;
с установкой объекта измерения на измерительную позицию;
с процессом получения, преобразования и выдачи информации в измерительной цепи средства измерения;
Или обусловленных:
внешними воздействиями на средство и объект измерений;
свойствами измеряемого объекта;
квалификацией и состояние оператора и т.п.
Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на результат измерения.
4.2 Виды погрешностей
В зависимости от формы и выражения различают абсолютную и относительную погрешности измерений [31] .
Абсолютной называют погрешность измерений, выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. Например, в нашем случае, погрешность длины волны и частоты Доплера:
Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины. Например, =0,069.
В зависимости от условий и режимов измерения различают статистическую и динамическую погрешности.
Статистической называют погрешность, не зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Примером статистической погрешности может служить аддитивная погрешность квантования, которая не зависит ни от абсолютного значения преобразуемой величины, ни от скорости ее изменения во времени.
Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамической погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средства измерений, т.е. тем, что преобразования в измерительной цепи не происходят мгновенно, а требуют некоторого времени.
Динамической погрешностью средства измерений является разность между погрешностью средства измерений в динамических условиях и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени. При разработке или проектировании средства измерений следует учитывать, что увеличение погрешности измерений и запаздывание появления выходного сигнала связаны с изменением условий.
В зависимости от характера проявлений, возможностей устранения и причин возникновения различают систематическую и случайную погрешности.
4.3 Подготовка к метрологич