Руководство по измерению давления и вакуума

Вид материала

Руководство

Содержание 8.4. Оценка неопределенности – методика Некоторые влияющие величины

Подобный материал:

• Билет №3, 172.94kb.
• И. П. Волк рлэ як-18т руководство, 1114.6kb.
• Законы эволюции вселенной час ть 10. Механизм формирования, 684.99kb.
• Н. А. Козырева как механика физического вакуума. Жвирблис В. Е. 1994, 245.74kb.
• Научная и производственная элита по вопросам измерения давления впервые собралась, 40.25kb.
• Методика обработки кривых восстановления давления, полученных при исследовании газовой, 153.93kb.
• Разработка системы автоматического управления компрессора сверхвысокого давления, 14.49kb.
• Литература. 27, 287.37kb.
• Роль атмосферного давления в поведении рыбы, 42.82kb.
• Невский завод, 56.79kb.

Это означает, что наилучшая оценка ‘истинного ’ значения площади 80,674 2 мм², но при доверительной вероятности, равной приблизительно 95% , ожидается, что ‘истинное ’ значение находится где-то между 80,672 5 мм² и 80,675 9 мм², хотя вероятность того, что оно лежит около границ невелика. Кроме того, существует и 5 % вероятность того, что ‘истинное ’ значение находится за пределами границ.

Многие годы обычная методика вычисления неопределенности измерения заключалась в том, чтобы оценить каждый параметр как систематический или случайный результат. Систематическое влияние было результатом некоторого среднего смещения измеренного значения параметра от его истинного значения, а случайное было обусловлено флуктуациями этого измеренного значения.


С 1993 года международно установленный подход [32] заключается в том, что компоненты неопределенности делятся на категории по методу их оценки. Существует два типа: компоненты типа А вычисляются с помощью методов статистической выборки и часто связаны со случайными эффектами, происходящими во время данного измерения; компоненты типа В, часто получаемые путем анализа систематических эффектов, вычисляются любым другим методом. В зависимости от обстоятельств каждый из методов вычисления Типа А и Типа В могут использоваться как для оценки случайных, так и систематических эффектов.

• Неопределенности Типа А вычисляются в терминах стандартной девиации количества показания и основаны на практических измерениях, примером является повторяемость трансдьюсера давления.
  
• Неопределенности Типа В могут быть вычислены исходя из предыдущих измерений, информации об измерительной системе, спецификаций соответствий, калибровки или других сертификатов.
  

Стандартная неопределенность вычисляется как для типа А, так и для типа В. Граница оценки неопределенности делится на константу, полученную из знания о распределении возможных значений каждой составляющей, вносящей неопределенность в состав стандартной неопределенности.


Комбинированная стандартная неопределенность для специфических измерений образуется из всех все вносящих вклад стандартных неопределенностей. Она может быть вычислена путем объединения стандартных неопределенностей . Если были оценены все возможные источники неопределенности, совместный эффект мог быть не хуже, чем сумма наибольших возможных отдельных эффектов. Обычно воздействия некоторых составляющих неопределенности будут стремиться компенсировать влияние других таким образом, что комбинированная неопределенность будет меньше арифметической суммы вкладов.Комбинированная неопределенность может быть вычислена путем суммирования составляющих в квадратуре (иногда известном как корень из суммы квадратов), а именно:

комбинированная стандартная неопределенность = (8)

где u₁,u₂ и т.д.- отдельные вычисленные составляющие неопределенности, все выраженные как стандартные неопределенности , с₁ и с₂ и т.д. - коэффициенты чувствительности. Коэффициенты чувствительности определяют количественное отношение между величиной воздействия (смотрите ниже раздел 8.4) и значением давления.


Следует заметить, что если вклады неопределенностей взаимосвязаны или коррелированы, то они стремятся компенсировать друг друга и их нужно складывать арифметически. (Степень корреляции описывается ковариацией, которая в принципе должна входить в комбинацию неопределенностей. На самом деле оценить ковариацию может быть сложно и часто предполагается нулевая или полная корреляция). Неопределенности измерений некоторых эталонов давления часто коррелированы, и там где это так (за исключением тех случаев, когда имеется информация о ковариации), их всегда нужно складывать арифметически; примером может быть ситуация, когда на грузопоршневом манометре используются группы масс.


8.4. Оценка неопределенности – методика


При использовании приборов для измерения давления самое простое, что необходимо знать-это неопределенность, которая должна быть приписана отдельному значению измерения. Но какая неопределенность применима к показаниям барометра, манометра для измерения давления в шине или прибора для измерения глубины резервуара. Ответ находится в самом приборе и в природе применения: находится ли барометр на движгающемся корабле,горячий ли в шине газ, насколько чистая/ плотная/опресненная среда в резервуаре и т.д. В очень многих приложениях необходимы осуществление измерений давления , и ответ в каждом случае будет разным.

Менее общепринятой, но такой же важной, является вычисление неопределенностей измерений, связанных с калибровкой одного прибора по другому.


В обоих случаях процесс оценки неопределенности сначала требует список всех факторов, которые могут повлиять на измерения- известны как величины воздействия. Неразумно без проведения анализа предполагать, что ими можно пренебречь. В примерах, приведенных на следующей странице, влияющие величины делятся на две категории: те, что связаны с внутренними свойствами прибора- такие как повторяемость , дрейф, разрешение и т. д. и те, что связаны с системой или окружающей средой, в которой она работает, такие как наклон, температура, разность высот, гравитационное ускорение, состав среды, вибрация и т.д. При выполнении калибровки одного прибора по другому ‘система’ будет включать влияющие величины, ‘привнесенные’ из предыдущей калибровки эталона.

В некоторых обстоятельствах вычисление стандартной неопределенности влияющей величины может гарантировать существование отдельного бюджета неопределенности. Например, в термометре будут оцениваться его собственные ‘привнесенные’ неопределенности повторяемости, разрешения и дрейфа.


Таблица 8-1. Некоторые влияющие величины

Некоторые влияющие величины	Примечание
Дрейф	Остерегайтесь предположения, что он остается линейным между двумя калибровками; его можно уменьшить при более частых калибровках
Нелинейность	Проводить калибровку при достаточном числе величин давлений с учетом аппроксимации кривой
Повторяемость	Посторонние влияния можно уменьшить с помощью многократных измерений
Воспроизводимость	Оценивать с помощью регулярной калибровки
Разрешающая способность	Нет проблем с цифровыми индикаторами; у аналоговых индикаторов разрешение зависит от наблюдателя
Гравитационное ускорение	Пренебрежимо малы ли приливные эффекты?
Электрические поля	Работаете ли Вы вблизи электрической подстанции?
Поток	В потоке жидкости показания давления будут сильно зависеть от положения датчика
Состав и плотность жидкости	Является ли она однородной, одинаковой температуры и сжимаемой?
Разности высот	На удивление тяжелое измерение для выполнения
Магнитные поля	Из какого материала построено здание?
Температура	Что требуется: температура окружающего воздуха, рабочей жидкости или части манометра? Так ли велика инерционность термометра, что он не будет правильно показывать значительные флуктуации температуры?
Температурные градиенты	Человек излучает, примерно, 60 Вт и нагревает рядом расположенные предметы!
Наклон	Здания наклоняются даже на первом этаже, например, вследствие дифференциального расширения
Нестабильное давление	Достаточно ли время отклика прибора для регистрации колебаний давления?
Вибрация	Вибрация может быть проблемой и мешать стабильным измерениям, но иногда может оказаться полезной для улучшения повторяемости (например, постукивание по барометру)