RU2123190C1

RU2123190C1 - Method determining metrological characteristics of measuring means of same type in one group

Info

Publication number: RU2123190C1
Application number: RU97106036A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Ермишин; Иван Сергеевич Теплинский; Иван Антонович Шайко
Original assignee: Сергей Михайлович Ермишин; Иван Сергеевич Теплинский; Иван Антонович Шайко
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-12-10

Abstract

FIELD: metrology. SUBSTANCE: method consists in feed of same measured value to input of examined assemblage of measuring means of same type or in pick-up of it from output of assemblage. Working standards necessary to determine metrological characteristics of measuring means are isolated from examined group of measuring means of same type. To determine metrological characteristics of measuring means left in group after isolation of standards group parameter is formed on basis of readings of working standards by statistic procedures. Quality indices of determination of metrological characteristics are found on basis of statistic procedures using certain level of confidence to group parameter. EFFECT: simplified procedure of determination of metrological characteristics, reduced material, labor and time expenditures. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области метрологии и радиотехники, в частности, к радио- и электроизмерительным приборам и может применяться для определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в процессе поверки при их эксплуатации. The invention relates to the field of metrology and radio engineering, in particular, to radio and electrical measuring instruments and can be used to determine the metrological characteristics of the same measuring instruments in the verification process during their operation.

В настоящее время для контроля метрологических характеристик однотипных рабочих средств измерений в группах, часто образующихся в метрологических органах в процессе текущих поверок при их эксплуатации, используется процедура определения метрологических характеристик на рабочих эталонах [1]. Данный способ определения метрологических характеристик является наиболее близким по технической сущности к заявленному - прототип. Currently, to control the metrological characteristics of the same type of measuring instruments in groups, often formed in the metrological organs during ongoing verification during their operation, the procedure for determining metrological characteristics on working standards is used [1]. This method of determining metrological characteristics is the closest in technical essence to the claimed one - a prototype.

Основными недостатками прототипа являются:
сложность процедуры определения метрологических характеристик рабочих средств измерений, связанная с наличием значительного числа высокоточных и дорогих рабочих эталонов;
значительные материальные, трудовые и временные затраты при поверке каждого рабочего средства измерений.The main disadvantages of the prototype are:
the complexity of the procedure for determining the metrological characteristics of working measuring instruments, associated with the presence of a significant number of high-precision and expensive working standards;
significant material, labor and time costs when checking each working measuring instrument.

Целью изобретения является упрощение процедуры определения метрологических характеристик, а также снижение материальных, трудовых и временных затрат при этой операции поверки однотипных средств измерений в группе в процессе их эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что на вход исследуемой совокупности однотипных средств измерений (измерителей) подается, либо с выхода исследуемых однотипных средств измерений (генераторов) снимается одинаковая измеряемая величина, при этом необходимые для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений рабочие эталоны выделяются из исследуемой группы однотипных средств измерений методом отбора эталонов из совокупности средств измерений, статистические допущения которого выполняются для выборок средств измерений на стадии эксплуатации [2] , причем для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений, оставшихся в группе после выделения эталонов формируют групповой параметр на основе показаний рабочих эталонов статистическими процедурами, а показатели качества определения метрологических характеристик находят на основе статистических процедур, использующих известный уровень доверия к мере. The aim of the invention is to simplify the procedure for determining metrological characteristics, as well as reducing material, labor and time costs during this operation of checking the same type of measuring instruments in a group during their operation. This goal is achieved by the fact that the input of the studied set of the same type of measuring instruments (meters) is fed, or the same measured value is taken from the output of the studied type of measuring instruments (generators), while the working standards necessary to determine the metrological characteristics of the working measuring instruments are distinguished from the studied group of the same type measuring instruments by the selection of standards from a set of measuring instruments, the statistical assumptions of which are fulfilled for samples of means and measurements at the operational stage [2], moreover, to determine the metrological characteristics of the working measuring instruments remaining in the group after the selection of standards, a group parameter is formed based on the readings of the working standards by statistical procedures, and the quality indicators for determining metrological characteristics are found on the basis of statistical procedures using a known level of confidence to the least.

Таким образом, достигается гарантируемое известными статистическими показателями определение метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе. Thus, the guaranteed metrological characteristics of the same type of measuring instruments in the group guaranteed by well-known statistical indicators are achieved.

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. Analysis of the known technical and patent literature shows that the totality of the above distinguishing features is unknown, therefore, we can conclude that the differences in the proposed method are significant compared with the known one.

Введение вышеуказанных отличительных элементов позволяет достичь поставленную цель - значительно упростить процедуру определения метрологических характеристик, а автоматизация предлагаемого способа на ЭВМ, кроме того, снижает соответствующие материальные, трудовые и временные затраты. The introduction of the above distinctive elements allows us to achieve the goal - to significantly simplify the procedure for determining metrological characteristics, and automation of the proposed method on a computer, in addition, reduces the corresponding material, labor and time costs.

Возможный вариант реализации заявляемого способа представлен на чертеже. A possible implementation of the proposed method is presented in the drawing.

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 7 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 средства измерений-генераторов измерительных сигналов 3-5 устанавливается одинаковое значение формируемого сигнала для всей группы генераторов, которые 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, как указано в [2], необходимые для определения метрологических характеристик рабочих средств измерений рабочие эталоны из исследуемой группы однотипных средств измерений методами отбора эталонов из совокупности средств измерений, а также рассчитывает на основании объема метрологически однородной группы и уровня доверия используемых математических статистических процедур, зависящего в свою очередь от количества проведенных многократно измерений, класс точности и показатели качества отбора эталонов по совокупности средств измерений. The automated system consists of a personal computer 1, to which the same type of measuring instruments 3-5, either measuring instruments (for example, voltmeters, frequency meters, etc.), or measuring signal generators, are connected through a public channel (CPC) 2 in accordance with GOST 26.003-80 (e.g. pulse generators, etc.). At the inputs of the measuring instruments, an arbitrary value of the measured parameter is fed through circuit 6. No requirements are imposed on the accuracy of the parameter setting and the stability of the source of the measured signal 7. In fact, these requirements for the invention are replaced by the technically simple requirement for circuit 6, which should provide the same value of the measured parameter at the inputs of meters 3-5. For the measuring instrument-generators of measuring signals 3-5, the same value of the generated signal is set for the entire group of generators, which are fed through the circuit 6, which ensures the minimum introduced errors into the generated signal, to the working measuring tool 7, where it is measured for each generator 3-5 and supplied through KOP 2 in the computer 1. To the measuring tool 7 is not shown the standard requirements. To implement the invention, it is sufficient that the 7th accuracy class is equal to the accuracy class of 3-5 generators. Measurements according to the scheme shown in the drawing are repeated many times in accordance with the clock frequency of the automated system. The program recorded in the memory of the computer selects, as indicated in [2], the working standards necessary for determining the metrological characteristics of measuring instruments from the studied group of the same type of measuring instruments by methods of selecting standards from the set of measuring instruments, and also calculates based on the volume of the metrically homogeneous group and the level of confidence used mathematical statistical procedures, which in turn depends on the number of measurements taken repeatedly, accuracy class and quality indicators standards on set of measuring instruments.

Программа ЭВМ 1 строит виртуальную меру - групповой параметр, формируемый на основе показаний рабочих эталонов математическими статистическими процедурами, имеющими известный уровень доверия, а показатели качества определения таким образом метрологических характеристик рабочих средств измерений находятся, соответственно на основе математических статистических процедур, использующих известный уровень доверия к мере, сформированной по групповому параметру рабочих эталонов. Таким образом на основе виртуальной меры - группового параметра, достигается повышение качества измерения метрологических характеристик и гарантируемое известными статистическими показателями определение метрологических характеристик, оставшихся в группе после выделения эталонов, рабочих средств измерений. The computer program 1 builds a virtual measure - a group parameter, formed on the basis of the readings of working standards by mathematical statistical procedures having a known level of confidence, and the quality indicators for determining the metrological characteristics of working measuring instruments in this way are found, respectively, on the basis of mathematical statistical procedures using a known level of confidence in a measure formed by the group parameter of working standards. Thus, on the basis of a virtual measure - a group parameter, an improvement is achieved in the quality of measurement of metrological characteristics and guaranteed by well-known statistical indicators to determine the metrological characteristics remaining in the group after the allocation of standards, working measuring instruments.

В случае неудовлетворительного значения показателей качества определения метрологических характеристик управляющая ЭВМ 1 для повышения точности виртуальной меры - группового параметра может либо увеличить выборку многократных измерений, проводимых средствами измерений 3-5 и 7, либо при априорно известных функциях влияния внешних воздействующих факторов на погрешности рабочих средств измерений на основе расчета на ЭВМ 1 изменить (ужесточить) температурные, влажностные и другие условия измерений на определенную в результате расчетов или итерационно на основе последовательных изменений (ужесточений) условий установленную величину, либо, когда эффект от увеличения выборки и изменения условий измерений исчерпан, дать рекомендации оператору о соответствующем расширении исследуемой совокупности средств измерений 3-5. Когда показатели качества определения метрологических характеристик удовлетворительные, то ЭВМ 1 останавливает измерительный эксперимент. In the case of unsatisfactory values of the quality indicators for determining metrological characteristics, the control computer 1 can increase the accuracy of the virtual measure — a group parameter — either increase the sample of multiple measurements carried out by measuring instruments 3-5 and 7, or with a priori known functions of the influence of external factors on the errors of working measuring instruments based on the calculation on the computer 1 to change (tighten) the temperature, humidity and other measurement conditions to a certain result of the calculations and and iteratively based on successive changes (toughening) conditions set value, or when the effect of increasing the sampling and measurement conditions change exhausted, to advise the operator that the respective extension study population measuring means 3-5. When the quality indicators of the determination of metrological characteristics are satisfactory, then the computer 1 stops the measurement experiment.

Анализ результатов моделирования на ЭВМ предлагаемой процедуры отбора рабочих эталонов дает основание предложить ее работоспособность с приемлимыми характеристиками достоверности, для такого объема групп рабочих средств измерений которые часто образуются в процессе поверки при их эксплуатации. При использовании известных способов определения метрологических характеристик группы однотипных средств измерений необходимо было бы применять дорогие высокоточные эталоны, соответствующее им сложное метрологическое обеспечение. Следовательно, предлагаемый способ позволяет упростить процедуру определения метрологических характеристик, а также за счет его автоматизации снизить материальные, трудовые и временные затраты при этой операции поверки однотипных средств измерений в группе в процессе их эксплуатации. An analysis of the results of computer simulations of the proposed procedure for selecting working standards gives reason to suggest its operability with acceptable reliability characteristics, for such a volume of groups of working measuring instruments that are often formed during verification during their operation. When using known methods for determining the metrological characteristics of a group of the same type of measuring instruments, it would be necessary to use expensive high-precision standards, and complex metrological support corresponding to them. Therefore, the proposed method allows to simplify the procedure for determining metrological characteristics, as well as due to its automation, reduce material, labor and time costs during this operation of checking the same type of measuring instruments in a group during their operation.

Источники информации
1. Кузнецов В. А. , Ялунина Г.В. Основы метрологии. - М.: Издательство стандартов, 1995, 280 с.Sources of information
1. Kuznetsov V. A., Yalunina G.V. Fundamentals of Metrology. - M .: Publishing house of standards, 1995, 280 p.

2. Ермишин С.М. Контроль метрологических характеристик однотипных измерительных средств на основе групповой меры. Измерительная техника. - 1995, N 4. 2. Ermishin S.M. Monitoring metrological characteristics of the same type of measuring equipment based on a group measure. Measuring technique. - 1995, N 4.

Claims

A method for determining the metrological characteristics of the same type of measuring instruments in the group, based on the procedure for determining the metrological characteristics using working standards, characterized in that the input of the studied set of the same type of measuring instruments is fed or the same measured value is taken from its output, which are necessary for determining the metrological characteristics of the measuring instruments standards are allocated from the studied group of the same type of measuring instruments to determine metrological characteristics with COROLLARY measurements remaining after isolation of the group of standards, form a group indication parameter based on working standards of statistical procedures and determine quality indicators metrological characteristics are based on the statistical procedures using known trust level to a group parameter.