Номер: 150787
Автор: Яцук В.О., Малачівський П.С.
Назва: Методи підвищення точності вимірювань
Рік видання: 2008
Анотація: У підручнику розглядаються сучасні методи підвищення точності вимірювань та опрацювання результатів спостережень. Орієнтований на студентів вищих навчальних закладів з напряму підготовки Приладобудування та оптотехніка, аспірантів, інженерів і наукових співробітників.
Зміст: ЗМІСТ ВСТУП9 Перелік скорочень, символів та термінів14 ЧАСТИНА І. Методи забезпечення точності вимірювань15 Розділ 1. Класифікація методів забезпечення високої точності вимірювань15 1.1.Постановка задачі забезпечення необхідної точності вимірювань15 1.2.Похибки вимірювань, їх моделі 16 1.3.Класифікація методів забезпечення високої точності вимірювань22 1.4.Принцип інваріантності у вимірювальній техніці26 Розділ 2. Загальні та спеціальні методи виключення систематичних складових похибок28 2.1.Загальні методи виключення систематичних складових похибки28 2.1.1.Метод уведення поправок28 2.1.2.Опрацювання результатів вимірювань29 2.1.3.Корекція похибок впливом оператора на прилад (калібрування)31 2.2.Спеціальні методи виключення систематичних похибок32 2.2.1.Метод компенсації похибок за знаком33 2.2.2.Метод протиставлення33 2.2.3.Метод симетричних спостережень34 2.2.4.Метод заміщення35 Розділ 3. Конструктивно-технологічні методи підвищення точності вимірювань40 3.1.Постановка задачі конструктивно-технологічних методів підвищення точності вимірювань40 3.2.Обрунтування вибору технології виготовлення41 3.3.Фізико-математична модель функції перетворення сенсора42 3.4.Вибір конструктивних параметрів сенсора45 3.5.Висновки48 Розділ 4. Методи стабілізації статичної характеристики перетворення засобів вимірювання49 4.1.Метод від`ємного зворотного зв`язку49 4.2.Метод компенсації (допоміжних параметрів)52 Розділ 5. Корекція випадкових похибок, зумовлених шумами54 5.1. Аналіз впливу шумів на коефіцієнт якості засобів вимірювальної техніки56 5.2.Корекція випадкових похибок перетворювачів з уніфікованими вихідним сигналами62 5.3.Корекція випадкових похибок у підсилювачах з періодичною корекцією дрейфу69 5.4.Широкосмугові двоканальні підсилювачі71 5.5.Пристрої гальванічного розділення72 5.6.Висновки73 Розділ 6. Корекція методичних похибок, зумовлених особливостями первинних вимірювальних перетворювачів та ліній зв`язку75 6.1.Корекція методичних похибок, зумовлених особливостями термоелектричних перетворювачів та ліній зв`язку75 6.1.1.Способи компенсації впливу зміни температури вільних кінців термоелектричних перетворювачів76 6.1.2.Вибір оптимальних значень параметрів мостових схем корекції78 6.1.3.Структури засобів вимірювань для роботи з термоелектричними перетворювачами82 6.1.4.Корекція похибок від впливу подовжувальних дротів84 6.2.Корекція методичних похибок, зумовлених особливостями термоперетворювачів опору та ліній зв`язку86 6.2.1.Аналіз загальних особливостей вимірювання електричного опору86 6.2.2.Особливості побудови цифрових омметрів підвищеної якості87 Розділ 7. Зменшення методичних похибок нелінійності загальної функції перетворення засобів вимірювань94 7.1.Методи лінеаризації загальної функції перетворення засобів вимірювань94 7.2.Методи лінеаризації. Основні структури приладів з лінеаризацією95 7.3.Аналогова лінеаризація100 7.4.Аналого-цифрова лінеаризація104 7.5.Цифро-аналогова лінеаризація105 7.6.Цифрова лінеаризація105 Розділ 8. Методи зразкових сигналів і комутаційного інвертування108 8.1.Вимоги до цифрових засобів вимірювальної техніки промислового використання108 8.2.Методи аналого-цифрового перетворення з корекцією похибок108 Метод зразкових сигналів110 8.4. Метод комутаційного інвертування115 Розділ 9. Ітераційні методи120 9.1.Загальні особливості ітераційних методів120 9.2.Ітераційні методи з часовим розділенням вимірювальних каналів120 9.3.Ітераційні методи з просторовим розділенням вимірювальних каналів122 9.4.Алгоритми ітераційної корекції124 9.4.1.Адитивні алгоритми ітераційної корекції.124 9.4.2.Мультиплікативні алгоритми ітераційної корекції126 Розділ 10. Метод допоміжних вимірювань 128 10.1.Особливості використання методу допоміжних вимірювань128 10.2.Шляхи корекції додаткових похибок мір методом допоміжних вимірювань129 10.3.Корекція похибок термоелектричних термометрів методом допоміжних вимірювань133 Розділ 11. Тестові методи підвищення точності137 11.1.Загальна характеристика тестових методів137 11.2.Адитивні, мультиплікативні та функціональні тестові методи138 11.3.Практичне використання тестових методів141 Розділ 12. Алгоритмічні методи підвищення точності вимірювань145 12.1.Особливості алгоритмічних методів145 12.2.Алгоритмічний метод алгебричної суми вимірюваної та зразкових величин147 12.3.Алгоритмічні методи з використанням кодокерованих мір153 12.4.Висновки157 Розділ 13. Забезпечення завадостійкості перетворення та завадозахищеності засобів вимірювальної техніки158 13.1.Загальні відомості про завади158 13.2.Завадозахищеність кіл перетворення сигналів159 13.3.Забезпечення завадостійкості перетворення163 13.3.1.Метод аналогової фільтрації164 13.3.2.Метод компенсації166 13.3.3.Методи аналогового та цифрового усереднення167 13.4.Методи підвищення завадостійкості перетворення170 Розділ 14. Особливості і принципи реалізації пристроїв корекції статичних похибок первинних вимірювальних перетворювачів у схемах вторинних приладів174 14.1.Підвищення точності вимірювання шляхом врахування індивідуальних характеристик сенсорів174 14.2.Методика підстроювання приладів під індивідуальні статичні характеристики сенсорів. Корекція статичних характеристик параметричних та генераторних сенсорів176 14.3.Корекція статичних характеристик сенсорів у цифрових приладах178 14.4.Використання калібраторів фізичних величин187 Розділ 15. Корекція похибок в багатоканальних засобах вимірювальної техніки190 15.1.Особливості побудови багатоканальних засобів вимірювань190 15.2.Комутатори багатоканальних систем192 15.3.Особливості побудови багатоканальних приладів для роботи з генераторними та параметричними сенсорами195 15.4.Багатоканальні прилади з гальванічним розділенням вимірювальних каналів201 Список використаної та рекомендованої літератури до частини І203 Основна література203 Додаткова література204 ЧАСТИНА II. Методи побудови математичних моделей. Функції перетворення засобів вимірювальної техніки211 Розділ 16. Інтерполяція211 16.1.Інтерполяція функцій212 16.1.1.Інтерполяційний многочлен213 16.1.2.Інтерполяційний поліном Лагранжа215 16.1.3.Градуювання термометрів із застосування інтерполяції217 16.1.4.Похибка інтерполяції. Приклад Рунге218 16.1.5.Оптимальний вибір вузлів інтерполювання220 16.1.6.Обчислення значення полінома224 16.2.Інтерполяційні вирази225 16.2.1.Інтерполяція тригонометричним і експоненційним виразами225 16.2.2.Інтерполяція раціональним виразом226 16.2.3.Розрахунок параметрів мостової схеми227 16.3.Споріднені задачі230 16.3.1.Ермітова інтерполяція230 16.3.2.Обернене інтерполювання232 Задача екстраполяції233 Розділ 17. Наближене відтворення дослідних даних. Метод найменших квадратів234 17.1.Метод найменших квадратів235 17.1.1.Визначення параметрів многочлена за методом найменших квадратів236 17.1.2.Визначення параметрів узагальненого многочлена240 17.1.3.Градуювання температурної характеристики залізородіевого термоелектричного перетворювача243 17.2.Моделі з ваговими функціями й особливості їх застосування247 17.3.Визначення параметрів раціональних моделей248 17.4.Визначення параметрів нелінійних моделей251 17.4.1.Застосування нелінійних моделей251 17.4.2.Деякі способи зведення нелінійних моделей до лінійних252 17.5.Моделі, що описують залежності від декількох незалежних величин253 17.6.Застосування методу найменших квадратів для лінеаризації загальної функції перетворення вимірювальних пристроїв255 17.6.1.Лінеаризація функцій перетворення цифрових вимірювальних пристроїв із нелінійними сенсорами255 17.6.2.Лінеаризація функцій перетворення цифрових вимірювальних засобів, інформаційний сигнал яких залежать від двох величин261 Розділ 18. Визначення функціональних залежностей за мінімаксним критерієм270 18.1.Мінімаксний критерій270 18.2.Мінімаксне наближення функцій многочленом271 18.2.1.Означення та застосування мінімаксного наближення271 18.2.2.Існування та властивості мінімаксного наближення276 18.2.3.Методи обчислення мінімаксної апроксимації функцій. Схема Є. Я. Ремеза281 18.2.4.Алгоритм Валле-Пуссена286 18.2.5.Знаходження мінімаксного наближення заданим виразом293 18.3.Оптимальне градуювання засобів вимірювання295 18.3.1.Вибір критерію апроксимації296 18.3.2.Градуювання температурної характеристики залізородіевого термоелектричного перетворювача з найменшою абсолютною похибкою301 18.4Мінімаксне наближення раціональним виразом306 18.4.1. Властивості мінімаксного наближення раціональним виразом 307 18.4.2.Особливості мінімаксного наближення таблично заданих функцій310 18.4.3.Розв`язування задачі чебишовської інтерполяції312 18.5.Мінімаксне сплайн-наближення314 18.5.1.Означення та властивості мінімаксного сплайн-наближення314 18.5.2.Однорідне мінімаксне сплайн-наближення із заданою похибкою317 18.5.3.Побудова неоднорідного сплайн-наближення320 18.5.4.Апроксимація номінальної статичної характеристики термоелектричного перетворювача321 18.6.Мінімаксне наближення з інтерполюванням324 18.6.1.Мінімаксне многочленне наближення з інтерполюванням324 18.6.2.Характеристична властивість мінімаксного наближення многочленом з інтерполюванням326 18.6.3.Мінімаксне наближення многочленом з інтерполюванням у декількох точках329Мінімаксне наближення з інтерполюванням раціональним виразом332 18.6.4.Розрахунок параметрів перетворювача на мостовій схемі з використанням мінімаксного критерію333 18.6.5.Лінеаризація загальної функції перетворення цифрових вимірювальних пристроїв із найменшою абсолютноюпохибкою339 18.7.Градуювання вимірювальних приладів із найменшою відносною похибкою347 18.7.1.Існування та властивості мінімаксного наближення з найменшою відносною похибкою функцій, що набувають нульового значення347 18.7.2.Градуювання з найменшою відносною похибкою приладів, діапазон вимірювання яких включає нульове значення350 18.7.3.Лінеаризація цифрових вимірювальних пристроїв із найменшою відносною похибкою351 18.8.Програмне забезпечення для визначення параметрів мінімаксних моделей355 Список використаної та рекомендованої літератури до частини II361