Экзаменационный билет № 5

1. Нахождение оптимальных решений при конструировании приборов.

Существует 2 способа нахождения наилучшего решения – 1). Использование математических методов наложения оптимального решения; 2). Метод разработки вариантов.

Математические методы можно использовать, если удается написать математическую формулу для целевой функции, определяющей параметры качества: . Далее необходимо найти q_1ОПТ = ?, q_2ОПТ = ? ... Затем надо описать область допустимых значений (наложить ограничения) и составить уравнения связи . Для нахождения оптимального решения используется прикладная программа «Поиск решения» (сервис Excel).

Метод разработки вариантов применяется на любой стадии проектирования. Необходимо рассмотреть не менее 3-х работоспособных вариантов решения. Метод включает 2 этапа: 1). Генерация вариантов; 2). Анализ вариантов (указать достоинства и недостатки, и выбрать один). Основным критерием сравнивания вариантов является технологичность (минимальные временные, трудовые и материальные затраты).

2. Систематическая погрешность измерения и средств измерений.

Систематическая погрешность - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Выявление и оценка систематических погрешностей являются наиболее трудным моментом любого измерения и часто связаны с необходимостью проведения исследований. Обнаруженная и оцененная систематическая погрешность исключается из результата введением поправки. В зависимости от причины возникновения различают следующие систематические погрешности.

Погрешность метода (теоретическая погрешность) измерений - составляющая погрешности измерения, обусловленная несовершенством метода измерений. Здесь необходимо учитывать тот факт, что метод измерения, по определению, включает в себя и принцип измерения. Рассматриваемая погрешность определяется в основном несовершенством принципа измерения и, в частности, недостаточной изученностью явления, положенного в основу измерения.

Инструментальная погрешность измерения - составляющая погрешность измерения, зависящая от погрешности применяемых средств измерений. Данная погрешность имеет несколько составляющих, наиболее важные из которых определяются несовершенством конструкции (или схемы), технологии изготовления средств измерений, постепенным их износом и старением материалов, из которых эти средства измерений изготовлены.

Погрешность установки является следствием неправильности установки средств измерений.

Погрешность от влияющих величин является следствием воздействия на объект и средством измерений внешних факторов (тепловых и воздушных потоков, магнитных, электрических, гравитационных и других полей, атмосферного давления, влажности воздуха, ионизирующего излучения).

Субъективная погрешность обусловлена индивидуальными свойствами человека, выполняющего измерения. Причиной ее являются укоренившиеся неправильные навыки выполнения измерений. К этой систематической погрешности относятся, например, погрешность из-за неправильного отсчитывания десятых долей делений шкалы прибора, погрешности из-за различной для различных людей скорости реакции и т. п.

Основная погрешность средства измерений называют погрешность при использовании его в нормальных условиях. Дополнительной погрешностью измерительного преобразователя (изменением показаний измерительного прибора) называют изменение его погрешности, вызванной отклонением од­ной из влияющих величин от её нормативного значения или выходом её за пределы нормальной области значений.

Абсолютная погрешность – разность показаний прибора и действи­тельного значения измеряемой величины : . Действительное значение определяется с помощью образцового прибора или воспроизводится мерой.

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины (выражается в процентах):

Так как значительно меньше или , то вместо в формуле можно подставить .

Приведённая погрешность – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению :

В качестве нормирующего значения может использоваться верхний предел или диапазон измерений.