Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Кафедра Биотехнических систем
Дисциплина: Средства съема диагностической информации и подведения лечебных воздействий
Тема 1: Метрологическое обеспечение медицинских измерительных преобразователей. Часть 2
1
1.Виды погрешностей
2.Типы распределения плотностей вероятностей результатов измерений
3.Типовые метрологические характеристики ИП
4.Градуировка ИП
5.Основные специальные и метрологические требования к биомедицинским ИП
2
Систематические погрешности: погрешности градуировки и дополнительные погрешности Случайная погрешность – стационарный случайный процесс
Прогрессирующая погрешность – нестационарный случайный процесс
систематические, случайные, прогрессирующие погрешности – это приемы анализа. Всегда присутствует сумма этих составляющих, которые и представляют единый нестационарный случайный процесс.
3
Правильность – способность средства измерения выдавать результат с малой систематической погрешностью
Постоянство (сходимость) –
качество средства измерения, для которого характерны малые случайные погрешности (последовательность значений, полученных в результате измерений, группируется вокруг среднего значения)
Точность – близость измеренного значения к истинному значению, высокая постоянство и высокая правильность.
4
1. Чувствительность ИП - отношение вариации сигнала S на выходе к изменению измеряемой величины m, которое вызвало эту вариацию сигнала
Статическая чувствительность ИП - отношение величины на выходе к соответствующему значению измеряемой величины
Динамическая чувствительность ИП - отношение скорости изменения выходного сигнала S к соответствующей скорости изменения входного сигнала m:
5
2. Частотная характеристика S(f) ИП: зависимость чувствительности ИП в динамическом режиме от частоты.
Причины изменения значений частотной характеристики: механическая, тепловая, электрическая инерция; переходные процессы в электрической измерительной цепи (наличие R, L и С) с =RC(L/R)
частотная характеристика определяется совместно (ИП+ входная измерительная цепь)
3.Порог чувствительности - минимальное изменение измеряемой величины (входного сигнала), вызывающее изменение выходного сигнала
4.Полный диапазон работы ИП - отношение естественного предела измерения к порогу чувствительности ∆0:
6
5. Линейность ИП - система линейна в определенном диапазоне измеряемых величин, если ее чувствительность не зависит от значения измеряемой величины, то есть остается постоянной. Линеаризация – введение коррекции в измерительную систему ИП с целью получения выходного сигнала, пропорционального возможным вариациям измеряемой величины.
6. Быстродействие ИП – интервал времени, проходящий от момента резкого (ступенчатого) изменения измеряемой величины до уровня, отличающегося на фиксированную величину ( ,%) от установившегося значения выходного сигнала ИП.
7
7. Надежность ИП – вероятность сохранения ИП при его работе, вычисляется через 2 вероятностных параметра: вероятность несрабатывания ИП при превышении информативного сигнала его чувствительности или разрушения и вероятность ложного срабатывания (появление на выходе ИП информативного сигнала при его отсутствии на входе)
Σ~(1- н.с.)(1- л.с.)
8.Воспроизводимость - обеспечение постоянства выходных сигналов ИП в идентичных условиях эксплуатации.
9.Взаимозаменяемость - качество серии ИП, гарантирующее пользователю идентичность результатов (с определенным допуском) всякий раз, когда любой ИП этой серии применяется в идентичных условиях.
8
10.Разрешающая способность - наибольшая точность, с которой осуществляется измерение; минимальное приращение первичного информативного сигнала, которое может быть зарегистрировано на выходе ИП. Измеряется в абсолютных значения величины первичного информативного сигнала.
11.Локальность ИП – минимальная область, с которой может быть воспринят первичный информативный сигнал.
9
Градуировка - совокупность операций, позволяющих в графической или алгебраической форме выразить соотношения между значениями измеряемой величины и электрическими величинами на выходе с учетом всех дополнительных факторов, которые могут изменить выходной сигнал ИП.
Простая градуировка –способ градуировки, когда измеряемая величина определяется единственным физическим параметром, а ИП не чувствителен к влияющим на измерения величинам. При этом измеряемая величина - статическая (постоянная во времени).
Прямая градуировка – использование эталонов и тест-фантомов Косвенная градуировка – использование образцового ИП
Формы представления результатов градуировки:
•градуировочная кривая (графическая форма)
•уравнение (алгебраическая форма)
10