Способ определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе

 

Изобретение относится к области метрологии. Достигаемый технический результат заключается в упрощении процедуры определения метрологических: характеристик, а также в снижении материальных, трудовых и временных затрат. Способ заключается в том, что на вход исследуемой совокупности однотипных средств измерений подают либо с ее выхода снимают одинаковую измеряемую величину; необходимые для определения метрологических характеристик средств измерений рабочие эталоны выделяют из исследуемой группы однотипных средств измерений; для определения метрологических характеристик средств измерений, оставшихся в группе после выделения эталонов, формируют групповой параметр на основе показаний рабочих эталонов статистическими процедурами, а показатели качества определения метрологических характеристик находят на основе статистических процедур, использующих известный уровень доверия к групповому параметру. 1 ил.

Изобретение относится к области метрологии и радиотехники, в частности, к радио- и электроизмерительным приборам и может применяться для определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в процессе поверки при их эксплуатации.

В настоящее время для контроля метрологических характеристик однотипных рабочих средств измерений в группах, часто образующихся в метрологических органах в процессе текущих поверок при их эксплуатации, используется процедура определения метрологических характеристик на рабочих эталонах [1]. Данный способ определения метрологических характеристик является наиболее близким по технической сущности к заявленному - прототип.

Основными недостатками прототипа являются: сложность процедуры определения метрологических характеристик рабочих средств измерений, связанная с наличием значительного числа высокоточных и дорогих рабочих эталонов; значительные материальные, трудовые и временные затраты при поверке каждого рабочего средства измерений.

Целью изобретения является упрощение процедуры определения метрологических характеристик, а также снижение материальных, трудовых и временных затрат при этой операции поверки однотипных средств измерений в группе в процессе их эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что на вход исследуемой совокупности однотипных средств измерений (измерителей) подается, либо с выхода исследуемых однотипных средств измерений (генераторов) снимается одинаковая измеряемая величина, при этом необходимые для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений рабочие эталоны выделяются из исследуемой группы однотипных средств измерений методом отбора эталонов из совокупности средств измерений, статистические допущения которого выполняются для выборок средств измерений на стадии эксплуатации [2] , причем для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений, оставшихся в группе после выделения эталонов формируют групповой параметр на основе показаний рабочих эталонов статистическими процедурами, а показатели качества определения метрологических характеристик находят на основе статистических процедур, использующих известный уровень доверия к мере.

Таким образом, достигается гарантируемое известными статистическими показателями определение метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе.

Анализ известной технической и патентной литературы показывает, что совокупность указанных выше отличительных признаков неизвестна, следовательно, можно сделать вывод о существенности отличий предлагаемого способа по сравнению с известным.

Введение вышеуказанных отличительных элементов позволяет достичь поставленную цель - значительно упростить процедуру определения метрологических характеристик, а автоматизация предлагаемого способа на ЭВМ, кроме того, снижает соответствующие материальные, трудовые и временные затраты.

Возможный вариант реализации заявляемого способа представлен на чертеже.

Автоматизированная система состоит из персональной ЭВМ 1, к которой подключены через канал общего пользования (КОП) 2 по ГОСТ 26.003-80 исследуемые однотипные средства измерений 3-5 либо измерители (например, вольтметры, частотомеры и т.д.), либо генераторы измерительных сигналов (например, генераторы импульсов и т.д.). На входы средств измерений-измерителей подается произвольное значение измеряемого параметра по цепи 6. Требования к точности установки параметра и стабильности источника измеряемого сигнала 7 не предъявляются. Фактически эти требования для изобретения заменяются технически несложным требованием к цепи 6, которая должна обеспечивать одинаковую величину измеряемого параметра на входах измерителей 3-5. Для средства измерений-генераторов измерительных сигналов 3-5 устанавливается одинаковое значение формируемого сигнала для всей группы генераторов, которые по цепи 6, обеспечивающей минимальные вносимые погрешности в формируемый сигнал подается на рабочее средство измерений 7, где измеряется для каждого генератора 3-5 и поступает через КОП 2 в ЭВМ 1. К средству измерения 7 не предъявляются эталонные требования. Для реализации изобретения достаточно наличия у 7 класса точности, равного классу точности генераторов 3-5. Измерения по схеме, представленной на чертеже, повторяются многократно в соответствии с тактовой частотой автоматизированной системы. Записанная в память ЭВМ программа выделяет, как указано в [2], необходимые для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений рабочие эталоны из исследуемой группы однотипных средств измерений методами отбора эталонов из совокупности средств измерений, а также рассчитывает на основании объема метрологически однородной группы и уровня доверия используемых математических статистических процедур, зависящего в свою очередь от количества проведенных многократно измерений, класс точности и показатели качества отбора эталонов по совокупности средств измерений.

Программа ЭВМ 1 строит виртуальную меру - групповой параметр, формируемый на основе показаний рабочих эталонов математическими статистическими процедурами, имеющими известный уровень доверия, а показатели качества определения таким образом метрологических характеристик рабочих средств измерений находятся, соответственно на основе математических статистических процедур, использующих известный уровень доверия к мере, сформированной по групповому параметру рабочих эталонов. Таким образом на основе виртуальной меры - группового параметра, достигается повышение качества измерения метрологических характеристик и гарантируемое известными статистическими показателями определение метрологических характеристик, оставшихся в группе после выделения эталонов, рабочих средств измерений.

В случае неудовлетворительного значения показателей качества определения метрологических характеристик управляющая ЭВМ 1 для повышения точности виртуальной меры - группового параметра может либо увеличить выборку многократных измерений, проводимых средствами измерений 3-5 и 7, либо при априорно известных функциях влияния внешних воздействующих факторов на погрешности рабочих средств измерений на основе расчета на ЭВМ 1 изменить (ужесточить) температурные, влажностные и другие условия измерений на определенную в результате расчетов или итерационно на основе последовательных изменений (ужесточений) условий установленную величину, либо, когда эффект от увеличения выборки и изменения условий измерений исчерпан, дать рекомендации оператору о соответствующем расширении исследуемой совокупности средств измерений 3-5. Когда показатели качества определения метрологических характеристик удовлетворительные, то ЭВМ 1 останавливает измерительный эксперимент.

Анализ результатов моделирования на ЭВМ предлагаемой процедуры отбора рабочих эталонов дает основание предложить ее работоспособность с приемлимыми характеристиками достоверности, для такого объема групп рабочих средств измерений которые часто образуются в процессе поверки при их эксплуатации. При использовании известных способов определения метрологических характеристик группы однотипных средств измерений необходимо было бы применять дорогие высокоточные эталоны, соответствующее им сложное метрологическое обеспечение. Следовательно, предлагаемый способ позволяет упростить процедуру определения метрологических характеристик, а также за счет его автоматизации снизить материальные, трудовые и временные затраты при этой операции поверки однотипных средств измерений в группе в процессе их эксплуатации.

Источники информации 1. Кузнецов В. А. , Ялунина Г.В. Основы метрологии. - М.: Издательство стандартов, 1995, 280 с.

2. Ермишин С.М. Контроль метрологических характеристик однотипных измерительных средств на основе групповой меры. Измерительная техника. - 1995, N 4.

Формула изобретения

Способ определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе, основанный на процедуре определения метрологических характеристик при помощи рабочих эталонов, отличающийся тем, что на вход исследуемой совокупности однотипных средств измерений подают либо с ее выхода снимают одинаковую измеряемую величину, необходимые для определения метрологических характеристик средств измерений рабочие эталоны выделяют из исследуемой группы однотипных средств измерений, для определения метрологических характеристик средств измерений, оставшихся в группе после выделения эталонов, формируют групповой параметр на основе показаний рабочих эталонов статистическими процедурами, а показатели качества определения метрологических характеристик находят на основе статистических процедур, использующих известный уровень доверия к групповому параметру.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 16.04.1999

Номер и год публикации бюллетеня: 28-2002

Извещение опубликовано: 10.10.2002        

---