Методы измерений и ошибки измерения

Различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и методсравнения.

Метод непосредственной оценки

Суть данного метода состоит в том, что значение физической величины определяется непосредственно на выходе измерительного прибора или регистрирующего устройства при прямом измерении.

Метод сравнения

При методе сравнения измеряемая величина сравнивается с мерой – некоторой известной или заданной величиной. Здесь различают:

- дифференциальный (разностный) метод, когда на измерительный прибор воздействует разность измеряемой и заданной величины (устройство сравнения, где e(t) =x(t) - y(t));

- нулевой (компенсационный), при котором эффект воздействия измеряемой и известной величин на прибор, где происходит их сравнение, доводится до нулевого значения;

- метод совпадений, заключающийся в том, что разность между измеряемой и заданной величинами измеряют, используя совпадения показаний регистрирующих устройств приборов или периодических сигналов;

- метод замещения, когда измеряемую величину замещают известной величиной;

- метод противопоставлений, если измеряемая величина и известная (задаваемая) величина одновременно воздействует на прибор сравнения, при помощи которого устанавливают соотношения между ними.

Точность измерения физических величин (контролируемых и задаваемых) характеризуется ошибками измерения.

Из электротехники известны абсолютная, относительная и приведенная ошибки измерений, присущие электроизмерительным проборам. Максимальное значение этих ошибок определяет класс точности измерительного прибора. Данные ошибки также присущи системам автоматического (автоматизированного) контроля, используемым в АСУ и АСУТП. Кроме того, в автоматике большое значение имеют динамическая и статическая ошибки.

Динамическая ошибка – это максимальное отклонение Dy_m регулируемой величины y(t) от ее установившегося значения y_уст на выходе САР при переходном процессе (Рис.10.1).

Статическая ошибка (Dy₀) – это разность между заданным y₀ и установившимся y_уст значениями регулируемой величины y(t) в установившемся режиме работы САР.

Очевидно, что значения этих ошибок будут определяться не только характеристиками устройств измерения, но и другими элементами САР.

Динамическая и статическая ошибки позволяют количественно оценивать эксплуатационные характеристики САР.

Рис. 10.1 – Переходный процесс в САР: y(t) – регулируемая величина; y1 – исходное значение регулируемой величины y(t); y 0 – заданное (требуемое) значение y(t); yуст – установившееся значение y(t); t р - время регулирования (переходного процесса; Dym - динамическая ошибка; Dy0 – статическая ошибка