Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 по дисциплине "Измерительные приборы" (Измерения и их классификации. Тепловидение, принцип действия двух типов тепловизоров)

1.Измерения и их классификации

Измерение– это процесс, заключающийся в определении значения физической величины опытным путем с помощью технических средств.

По связи с объектом можно разделить измерения на контактные и бесконтактные.

По способу получения результатов измерения делят на прямые и косвенные.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяются на: статические и 

Динамические.

По точности измерения можно разделить на равноточные, которые обеспечиваются применением приборов одинаковой точности в одинаковых условиях, и неравноточные.

По числу измерений выделяют однократные и многократные измерения. 

По способу представления результатов измерения делят на абсолютные и относительные.

Классификация измерений по видам измерений:

•    Измерения времени и частоты (в этом виде измерений достигнута наивысшая точность. Погрешность определения времени достигает 10-13с (цезиевый стандарт частоты). 

•    Линейно-угловые измерения.

•    Измерения механических величин, такие как масса, сила, давление, и др..

•    Измерения тепловых величин.

•    Измерения электрических и магнитных величин.

•    Оптические измерения.

•    Ионизирующие измерения.

•    Электромагнитные измерения

•    Гравитационные и гравиметрические.

•    Специальные виды измерений.

Средства измерения (СИ)включают в себя:

·  меры,

·  первичные измерительные преобразователи (ПП),

·  измерительные приборы,

·  информационно-измерительные системы.

2.Погрешности измерений и виды измерений, необходимые для артиллерийских испытаний.

Погрешности измерений

По своему характеру погрешности бывают систематическими и случайными

стандарт  ISO 9000

Английское обозначение погрешности – неопределенность измерения – measurementuncertainty. Случайная погрешность обозначается как неопределенность типа А – uncertaintyoftypeA. Систематическая погрешность, соответственно, обозначается как неопределенность типа В –

uncertainty of type B. 

Систематическиепогрешностиизмерений (measurement uncertainty of type B)

Систематическая погрешность-составляющая погрешности результата измерения, постоянная для данного ряда измерений

(не зависит от числа измерений).

Выделяют несколько видов погрешностей:

•  инструментальная погрешность

•  методическая погрешность,

•   субъективная погрешность,

•  дополнительная погрешность.

Систематическую погрешность можно уменьшить, откалибровав измерительный прибор с помощью образцового средства измерения,

Систематическую погрешность можно учесть путем измерения ряда образцовых мер физических величин.

Случайныепогрешностиизмерений (measurement uncertainty of type A)

Случайные погрешность возникают по причине неконтролируемых изменений условий измерений, и она распределена по нормальному распределению

(вследствие ЦПТ). Снижение случайной погрешности

на результат измерения достигается проведением

многократных измерений.

Грубые погрешности, или промахи – это результат быстрого интенсивного изменения одного из случайных факторов. Грубые погрешности устраняются из резуль-

татов измерений.   

БЮДЖЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ (ISO 9000)

Полная погрешность измерения.

Случайную погрешность многократного измерения можно оценить среднеквадратичес-ким отклонением (СКО) – δСЛ

Систематическую погрешность измерения тоже оценивают СКО – δС .

Как результат, полная среднеквадратическая погрешность измерения  - это сумма СКО :

δ = δСЛ + δС

Это выражение дает возможность строить довеительный интервал для измеряемой величины, учитывающий обе погрешности измерения.

При проведении артиллерийских испытаний возникают разнообразные задачи, требующие привлечения различных видов измерений.  Так, экспериментальное подтверждение процессов внутренней баллистики и испытания стволов на износ требуют привлечения следующих видов измерений:

- линейно-угловые измерения, включая динамические (измерения положения и скорости снаряда в стволе и по трассе, измерения начальной скорости снаряда),

-  тепловые измерения (например, температурные измерения в стволе),

- измерения давления газов и напряжения в стволах, измерения вибраций и др.

Процессы, происходящие в стволе пушки в момент выстрела являются интенсивными и быстроизменяющимися. Это налагает особые требования к пределам измерений и к быстродействию измерительных приборов. 

3.Точечные оценки измеряемого параметра, обнаружение и устранение грубых погрешностей измерений

Точечной статистической оценки математического

 ожидания измеряемого параметра Х служит среднее значение:

Эта оценка: состоятельная, (при увеличении числа измерений она приближается к точному значению Х ),

•  несмещенная, (математическое ожидание оценки (среднего) равно оцениваемому параметру Х ),

•   эффективная,  (ее дисперсия меньше дисперсии любой другой оценки данного параметра)

Точечной оценкой среднеквадратического отклонен-

ия (СКО) многократного измерения являются

Эти оценки: состоятельные, (при увеличении числа измерений они приближаются к точному значению СКО (дисперсии)),

•  смещенная (S*),несмещенная (S),