СПОСОБ ОТБОРА ЭТАЛОНОВ ИЗ СОВОКУПНОСТИ ОДНОТИПНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Российский патент 1998 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к области метрологии и радиотехники, в частности к радио- и электроизмерительным приборам, и может применяться при определении класса точности и погрешности средств измерений в процессе их проверки на стадии эксплуатации, а также для отбора из совокупности однотипных средств измерений эталонов.

В настоящее время в качестве эталонов допускается применять средства измерений, индивидуально отобранные из средств, которые выпускаются по стандарту или техническим условиям на рабочие средства измерений и по значениям метрологических параметров соответствуют требованиям, предъявленным к эталонам [1, с. 178]. Данный способ отбора эталонов является наиболее близким по технической сущности к заявленному - прототип.

Основными недостатками прототипа являются:
сложность процедуры определения метрологических характеристик, так как при этом требуется значительное число высокоточных и дорогих измерительных приборов;
значительные материальные, трудовые и временные затраты при индивидуальном исследовании каждого рабочего средства измерений;
низкая эффективность отбора эталонов, связанная с ограниченным количеством индивидуально исследуемых одновременно рабочих средств измерений.

Целью изобретения является упрощение процедуры определения метрологических характеристик, уменьшение материальных, трудовых и временных затрат, а также повышение эффективности отбора рабочих эталонов. Поставленная цель достигается тем, что при исследовании метрологических характеристик используется статистическая оценка близости показаний анализируемых однотипных средств измерений, на вход которых подается (для измерителей), либо с выхода которых снимается (для генераторов) одинаковая измеряемая величина, причем уровень доверия используемых статистических процедур оценки и количество отобранных эталонов используется для определения показателей качества отбора эталонов из совокупности однотипных средств измерений. Поскольку поверяемые на стадии эксплуатации однотипные средства измерений в исследуемой совокупности эксплуатировалась и выпускалась не одновременно, то одновременный уход или статистическая разладка показаний анализируемой совокупности однотипных средств измерений невозможны и математические статистические характеристики группового разброса показаний совокупности однотипных средств измерений будут соответствовать их реальной погрешности и классу точности. С помощью статистических процедур с известным уровнем доверия по показаниям совокупности исследуемых средств измерений выбирается наиболее метрологически однородная подгруппа эталонных средств. При этом класс точности выделенных таким образом эталонов рассчитывается на основании статистических процедур с известным уровнем доверия по степени близости средств измерений в метрологически однородной подгруппе, что при отсутствии одновременного ухода или статистической разладки их показаний соответствует значению погрешности и класса точности средств измерений метрологически однородной подгруппы. В дальнейшем с учетом известного уровня доверия использованных при выделении метрологически однородной группы и определении погрешности и класса точности вошедших в нее средств измерений математических статистических процедур, а также с учетом количества средств измерений в метрологически однородной подгруппе рассчитываются теоретические статистические показатели качества отбора эталонов из совокупности средств измерений. Если найденная погрешность и класс точности средств измерений из метрологически однородной подгруппы соответствуют техническим требованиям эталонов, и рассчитанные на основании известных уровня доверия статистических процедур и количества средств измерений в метрологически однородной подгруппе, отобранной в качестве эталонов, теоретические статистические показатели качества отбора эталонов из совокупности однотипных средств измерений соответствуют предъявляемым требованиям к качеству поверки, то средства измерения, выпускаемые по стандарту или техническим условиям на рабочие средства измерений, вошедшие в метрологически однородную подгруппу, индивидуально отбираются в качестве эталонов.

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 - гарантируемый известными статистическими показателями отбор эталонов по совокупности однотипных средств измерений. Это позволяет значительно упростить процедуру определения метрологических характеристик, а также повысить эффективность отбора эталонов за счет исследования сразу группы средств измерений. Автоматизация предлагаемого способа отбора эталонов на ЭВМ, кроме того, позволит уменьшить 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 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 средств измерений - генераторов измерительных сигналов 3-5 устанавливается одинаковое значение формируемого сигнала для всей группы генераторов, который 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 по статистическим критериям близости соответствующих показаний метрологически однородную группу средств измерений, находит их погрешности и класс точности, а также рассчитывает на основании объема метрологически однородной группы и уровня доверия используемых статистических процедур, зависящего в свою очередь от количества проведенных многократно измерений, показатели качества отбора эталонов по совокупности средств измерений. В случае неудовлетворительного значения показателей качества отбора управляющая ЭВМ 1 может либо увеличить выборку многократных измерений, проводимых средствами измерений 3-5 и 7, либо, когда эффект от увеличения выборки измерений исчерпан, дать рекомендации оператору о соответствующем расширении исследуемой совокупности средств измерений 3-5. Когда показатели качества отбора эталонов из исследуемой совокупности средств измерений удовлетворительные, то может приниматься решение об использовании средств измерений из метрологически однородной подгруппы в качестве эталонов с соответствующими рассчитанными ЭВМ 1 значениями погрешности и класса точности.

Анализ результатов моделирования на ЭВМ предлагаемой процедуры отбора эталонов дает основание предположить ее работоспособность с приемлемыми характеристиками достоверности, для такого объема групп средств измерений, которые часто образуются в процессе поверки при их эксплуатации. При использовании известных способов индивидуального отбора эталонов необходимо было бы применять дорогие высокоточные эталоны, соответствующие им сложные и длительные методики выполнения измерений и высококвалифицированных инженеров-метрологов, причем исследовать метрологические характеристики каждого рабочего средства измерений отдельно. Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить процедуру определения метрологических характеристик, уменьшить материальные, трудовые и временные затраты, а также повысить эффективность отбора эталонов.

Источники информации.

1. Основополагающие стандарты в области метрологии.- М.: Издательство стандартов, 1986, с. 178.

Изобретение относится к области метрологии. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности процедуры отбора эталонов за счет уменьшения 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, вследствие отсутствия при эксплуатации причин одновременного ухода метрологических характеристик совокупности однотипных средств измерений определяют реальную погрешность и класс точности средств измерений исследуемой совокупности и рассчитывают статистические показатели качества отбора эталонов, используя статистические характеристики близости показаний средств измерений с известным статистическим уровнем доверия в метрологически однородной по статистическим показателям подгруппе из исследуемой совокупности, если найденные реальная погрешность, класс точности и статистические показатели качества отбора эталонов соответствуют предъявляемым требованиям, то принимают решение об использовании средств измерений из метрологически однородной подгруппы в качестве эталонов. 1 ил.

Способ отбора эталонов из совокупности однотипных средств измерений, основанный на индивидуальном отборе эталонов из средств измерений, выпускаемых по стандартам или техническим условиям на рабочие средства измерений, отличающийся тем, что на вход исследуемой совокупности однотипных средств измерений подают либо с ее выхода снимают одинаковую измеряемую величину, вследствие отсутствия при эксплуатации причин одновременного ухода метрологических характеристик совокупности однотипных средств измерений определяют реальную погрешность и класс точности средств измерений исследуемой совокупности и рассчитывают статистические показатели качества отбора эталонов, используя статистические характеристики близости показаний средств измерений с известным статистическим уровнем доверия в метрологически однородной по статистическим показателям подгруппе из исследуемой совокупности, если найденные реальная погрешность, класс точности и статистические показатели качества отбора эталонов соответствуют предъявляемым требованиям, то принимают решение об использовании средств измерений из метрологически однородной подгруппы в качестве эталонов.