ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НОРМИРУЕМЫХ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Скачко Ю. В.

Московский Государственный институт электроники и математики (Технический Университет) 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., 3/12, кафедра МиС

Нормируемые метрологические характеристики (НМХ) средств измерений необходимы для назначения номинальной характеристики измерительного преобразования (ХИП), оценки и кор-рекции существенных составляющих погрешности.

Разработка любого средства измерений с преобразователем-датчиком, невозможна без опре-деления статической ХИП, являющейся одной из НМХ. Без ХИП измерительный преобразова-тель представляет собой не более, чем набор механических или электронных элементов, требуе-мое взаимодействие которых возможно лишь после операции назначения ХИП .

Математическая обработка при исследовании НМХ достаточно трудоемка и невозможна без цифровой обработки . Основные блоки программного обеспечения: определение статической ХИП по пяти образцовым сигналам-мерам при 10-15 наблюдений на каждой мере, вычисление случайной составляющей погрешности, оцениваемой по среднему квадратическому отклонению, назначение номинальной ХИП методами регрессионного анализа, оценка систематической сос-тавляющей погрешности по наибольшему отклонению действительной ХИП от номинальной, оп-ределение погрешности от вариации по наибольшему отклонению при прямом и обратном ходе, определение погрешности от дрейфа по смещению ХИП во времени.

Лабораторный практикум для исследования НМХ средств измерений является необходи-мой частью процесса изучения дисциплин по курсам "Прикладная метрология", "Измеритель-ные информационные системы", "Автоматизация измерений и контроля" и др.

Состав лабораторного стенда должен соответствовать требованиям, предъявляемым к вы-сокоточным средствам измерений, если предусматривается уменьшение существенных состав-ляющих погрешностей методами автоматической коррекции, в частности, программным путем.

Для постановки цикла лабораторных работ выбрано частотно-цифровое средство измере-ний со струнным преобразователем [1]. Основные предпосылки этого выбора: относительная простота и сравнительно низкая стоимость при высокой точности преобразования частотно-модулированного сигнала струнного преобразователя в цифровой сигнал для последующей об-работки в ЭВМ; погрешность не превышает 0,1 % диапазона измерения, что позволяет выде-лять составляющие погрешности измерений; автоматизация управления датчиком .

Программное обеспечение зависит от степени оснащенности вычислительной техникой. В условиях ограниченного финансирования можно использовать недорогие ПЭВМ и комплект из пяти программ на языке Turbo Basic. Это программы: ввод экспериментальных данных, предва-рительное исследование НМХ и оценка существенности погрешностей, исследование система-тической погрешности при различных способах назначения градуировочной характеристики, исследование случайной погрешности для получения рекомендаций по числу усредняемых наб-людений и погрешности от дрейфа.

При использовании Excel возникают проблемы, связанные с выбором разрядности при вычислениях и применении встроенных математических и статистических функций. Использование более мощных языков программирования трудно осуществимо без взаимо-действия метрологов и программистов. Одной из основных задач при исследовании НМХ является реализация ввода измерительного сигнала от средства измерений в ЭВМ.