Теория ошибок

Ошибки измерений и их типы
ОШИБКИ
ИЗМЕРЕНИЙ
СЛУЧАЙНЫЕ
СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
ОШИБКИ
ПРИБОРНЫЕ
ПОГРЕШНОСТИ
ПОГРЕШНОСТИ
ТАБЛИЧНЫХ ВЕЛИЧИН
ОБЪЕКТИВНЫЕ
ПОГРЕШНОСТИ
СУБЪЕКТИВНЫЕ
ПОГРЕШНОСТИ

Систематические ошибки
Систематической называется погрешность, которая при повторении измерений остается постоянной по величине и знаку.
Методические ошибки
Приборные погрешности
Погрешности табличных величин

Случайные ошибки
Погрешности, величина и знак которых изменяется
при повторении измерений, называются
случайными погрешностями
Объективные случайные погрешности
Субъективные погрешности
- дисперсия (мера рассеивания в окрестности )

Гистограммирование
для n < 25

Плотность распределения вероятностей

Нормальное (гауссовское) распределение

Случайные и систематические ошибки

Погрешности в косвенных измерения

Источники ошибок

Анэнергетическое согласование
Целью анэнергетического согласования является
сведение к минимуму передачу энергии и мощности между объектом измерения и измерительной системой

Энергетическое согласование
Целью энергетического согласования является
извлечение максимально допустимой мощности из
объекта измерения, чтобы усиление мощности
измерительной системы могло быть минимальным

Согласование по шуму

Спектральная плотность шума

Тепловой шум

Соотношение сигнал/шум

Характеристики измерительных систем
Чувствительность
Порог чувствительности
Чувствительность к форме сигнала
Разрешающая способность
Пределы измерений, динамический диапазон
Нелинейность
Отклик системы

Чувствительность
измерительной системы
Чувствительность измерительной системы – это отношение величины выходного сигнала y к величине входного сигнала x

Порог чувствительности

Чувствительность к форме сигнала

Характерные значения сигнала

Разрешающая способность
Разрешающая способность (разрешение) измерительной системы – это размер шага, с которым на индикатор выводится результат действия системы

Пределы измерений, динамический диапазон

Нелинейность измерительной системы

Основные виды нелинейности
(ограничение, насыщение)

Основные виды нелинейности
(гистерезис)

Основные виды нелинейности
(зона нечувствительности)

Основные виды нелинейности
(ограничение скорости нарастания)

Отклик измерительной системы
Системы нулевого порядка
Системы первого порядка
Системы второго порядка
Отклик системы – это реакция измерительной
системы на приложенное ко входу воздействие

Системы нулевого порядка
Дифференциальное уравнение, описывающие систему
нулевого порядка, является лишь простым
алгебраическим уравнением

Системы первого порядка
У линейных систем первого порядка соотношение между
входным сигналом x(t) и выходным сигналом y(t)
выражается линейным дифференциальным уравнением
первого порядка

Переходная и частотная характеристика системы первого порядка

Системы второго порядка
У линейных систем второго порядка соотношение между
входным сигналом x(t) и выходным сигналом y(t)
выражается линейным дифференциальным уравнением
второго порядка

Переходная и частотная характеристика системы второго порядка

Нелинейные измерительные системы
У нелинейных систем соотношение между входным
сигналом x(t) и выходным сигналом y(t) выражается
нелинейным дифференциальным уравнением

Частотные характеристики нелинейных систем

Помехи
Аддитивные
Мультипликативные

Методы компенсации помех

Методы компенсации помех

Источники помех
Термо ЭДС

Источники помех
Токи утечки

Источники помех
Емкостная связь

Источники помех
Индуктивная наводка

Источники помех
Плохое заземление

Источники помех
Влияние наблюдателя

Структура измерительных систем

Датчики (сенсоры)
Датчики – это преобразователи, которые способны
энергетическое физическое явление одного рода
преобразовывать в явление другого рода

Балансная конфигурация датчика

Схема с обратной связью

Принцип электромеханической аналогии

Электромеханические датчики
Датчики смещения, тензодатчики
Датчики скорости
Датчики ускорения
Датчики механических напряжений

Резистивный датчик смещения

Тензодатчики

Емкостные датчики смещения

Индукционный датчик смещения

Дифференциальный трансформатор для измерения смещения

Оптические датчики смещения

Вращающиеся трансформаторы

Датчики скорости
Преобразователи скорость-частота
Дифференцирование пути и интегрирование ускорения
Индуктивные датчики скорости
Магнитодинамические датчики

Индуктивные и магнитодинамические датчики

Датчики усилий

Пьезоэлектрические датчики силы

Датчики температуры

Резистивные датчики температуры

Термопары

Термометры излучения

Магнитоэлектрические датчики

Аттенюаторы

Делители напряжения

Характеристический аттенюатор