— Все документы — Нормативные документы по надзору в области строительства — Нормативные документы по техническому регулированию и метрологии — МИ 2301-2000 ГСИ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

МИ 2301-2000 ГСИ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

МИ 2301-2000 ГСИ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

(ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ.

МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

МИ 2301-2000

Москва

2000

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАНА Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС)

ИСПОЛНИТЕЛИ: Т. А. Бахметьева,

В. А. Брюханов, кандидат физ.-мат. наук,

Н. П. Миф, к. т. н. (руководитель темы)

2.УТВЕРЖДЕНА: ВНИИМС

3.ЗАРЕГИСТРИРОВАНА: ВНИИМС

Номер документа

Пункт рекомендации

ГОСТ Р 8.563-96

5.

МИ 1967-89

2.

МИ 2232-2000

3., 4.3, 4.5

МИ 2 175-91

4.4

МИ 2233-2000

4.7

МИ 2174-91

4.8

МИ 2179-91

5.

ПР 50.2.005-94

5.

ПР 50.2.009-94

5.

ПР 50.2.012-94

5.

ПР 50.2.014-94

5.

ПР 50.2.015-94

5.

РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Методы и способы повышения точности измерений

Взамен МИ 2301-94

Настоящая рекомендация содержит основные положения по выбору методов и способов повышения точности измерений, выполняемых в производстве. Основное внимание в этой рекомендации уделено общим методическим приемам, которые можно использовать при решении задач повышения точности измерений.

В рекомендации излагаются также вопросы технико-экономического обоснования мероприятий, направленных на повышение точности измерений.

1. Общие положения.

Повышение точности измерений в промышленности является одним из существенных резервов повышения качества продукции и эффективности производства.

На начальном этапе решения задачи повышения точности измерений необходимо выполнить анализ измерительной задачи и тех целей, для которых используются результаты измерений, а также всей совокупности условий, влияющих на точность измерений. Этот анализ выполняется для применяемой или предполагаемой к применению методики выполнения измерений, точность которой признана неудовлетворительной из-за возможных значительных неблагоприятных последствий, вызванных погрешностью измерений.

Выбирать метод или способ повышения точности измерений целесообразно только после выявления и оценивания отдельных составляющих погрешности измерений и определения, какие составляющие погрешности доминируют. При этом необходимо иметь представление не только об инструментальной, но и о методической и субъективной составляющих погрешности измерений, а также о систематическом и случайном характере всех составляющих погрешности измерений.

2. Анализ измерительной задачи и целей измерений

Анализ измерительной задачи и целей измерений должен дать ответ, насколько измеряемая величина соответствует искомой характеристике объекта. Часто реальный объект заменяется некой моделью, характеристика которой непосредственно измеряется. Неадекватность модели реальному объекту может быть значительна и тем самым может иметь место значительная разница между искомой характеристикой объекта и измеряемой характеристикой принятой модели. Поэтому любые методы и способы повышения точности измерений характеристики принятой модели в этом случае не дадут эффекта в достижении целей измерений.

Анализ свойства объекта измерений, которое должно быть определено в соответствии с целью измерений, и других свойств, влияющих на погрешность измерений приведен в МИ 1967-89.

Пример составляющей погрешности измерений, вызванной неадекватностью модели реальному объекту, приведен в приложении 1.

3. Анализ результатов оценивания погрешности измерений

Для большинства измерений, выполняемых в системах управления технологическими процессами, оценивание погрешности измерений и ее составляющих производится расчетными или расчетно-экспериментальными методами.

В результате оценивания погрешности измерений должны быть получены количественные оценки методических, инструментальных и субъективных составляющих погрешности измерений и определены причины, их порождающие (внешние влияющие величины). Для этого может быть использована рекомендация МИ 2232-2000.

Дальнейший анализ должен проводиться с доминирующими составляющими погрешности измерений.

Для выбора эффективного метода или способа повышения точности измерений необходимо хотя бы приближенно оценить, насколько велика случайная доля в этих доминирующих составляющих погрешности измерений.

4. Основные способы и методы повышения точности измерений

4.1. Замена средства измерений на более точное (приобретение или разработка специальных средств измерений).

Этот способ повышения точности измерений целесообразен при доминирующих инструментальных составляющих погрешности измерений.

Для измерительных каналов и ИИС целесообразно заменять на более точные только те средства измерений, погрешности которых доминируют при расчете суммарной погрешности канала или ИИС.

Часто такая замена дает существенный эффект в случае доминирования основной погрешности средств измерений. Так в измерительных каналах температуры ИИС и АСУ ТП с термопарами ТПП основная погрешность средств измерений составляет 40-60 % от суммарной погрешности в рабочих условиях. Вместе с тем, для многих типов средств измерений дополнительные погрешности практически одни и те же для различных классов точности этих средств. Поэтому при выборе средств измерений более высокого класса точности необходимо обращать внимание на нормированные дополнительные погрешности.

Данный способ повышения точности измерений оказывается доступным далеко не всегда. Возможности выбора более точных средств измерений зачастую весьма ограниченны. Чаще всего такие ограничения связаны с условиями эксплуатации средств измерений.

Кроме того, следует учитывать, что стоимость средств измерений, как правило, быстро растет с повышением их точности.

4.2. Уменьшения относительной погрешности можно добиться, выбрав верхний предел измерений средств измерений, для которых нормированы приведенные основная и дополнительные погрешности, таким, чтобы ожидаемые значения измеряемой величины (показания) находились в последней трети диапазона измерений.

4.3. Ограничение условий применения средств измерений.

Этот способ повышения точности измерений целесообразен, если доминируют дополнительные погрешности средств измерений, которые вызываются значительными отклонениями внешних влияющих величин от их нормальных значений. Для многих средств измерений имеют место существенные составляющие погрешности при значительных отклонениях от нормальных значений температуры окружающего воздуха, параметров питания, при воздействии вибрации и других влияющих величин, имеющих место в производственных условиях. Так для типичных измерительных каналов расхода природного газа, содержания кислорода в газовой смеси, давления ИИС и АСУ ТП дополнительная погрешность от отклонения температуры окружающего воздуха в условиях многих производств от нормального значения составляет 30 - 40 % от суммарной погрешности измерений. Для измерительных каналов с датчиками давления многих типов промышленная вибрация в месте установки датчиков вызывает дополнительную погрешность до 20 - 30 % от суммарной погрешности измерений.

Составляющие погрешности некоторых типичных измерительных каналов АСУ ТП приведены в МИ 2232-2000.

В подобных случаях должны быть реализованы соответствующие меры, снижающие влияние на погрешность существенных влияющих величин (установка кондиционеров в помещении, специальных экранов для защиты от воздействия электромагнитных полей, стабилизаторов напряжения питающей сети, амортизаторов для снижения вибрационных воздействий и пр.).

Необходимо также иметь в виду, что некоторые методические составляющие погрешности измерений также могут быть уменьшены путем ограничений условий. Такая методическая погрешность, как "погрешность передачи" при измерениях небольших давлений и перепада давления пара, вызываемая изменениями столба конденсата в соединительных трубках при измерениях температуры окружающего воздуха, может быть снижена соответствующими мерами.

4.4. Индивидуальная градуировка средства измерений.

Этот способ повышения точности измерений целесообразен при доминирующих систематических составляющих погрешности средств измерений. Так для термопар и термометров сопротивления систематическая составляющая погрешности при узком диапазоне измеряемых температур доминирует и остается практически неизменной в течение нескольких месяцев. Такая погрешность может быть существенно снижена путем внесения в результаты измерений поправок, полученных при индивидуальной градуировке. Этот метод может быть успешно применен в ИИС и АСУ ТП.

Вместе с тем, необходимо иметь в виду, что систематические составляющие погрешности многих средств измерений могут заметно меняться в течение сравнительно небольших интервалов времени эксплуатации. Это необходимо учитывать при применении индивидуальной градуировки средств измерений.

При выполнении градуировки могут быть использованы рекомендации МИ 2175-91.

4.5. Выполнение многократных наблюдений с последующим усреднением их результатов.

Этот метод эффективен при доминировании случайной составляющей погрешности измерений.

Известно, что случайная составляющая погрешности измерений среднего значения меньше случайной составляющей погрешности измерений текущих значений.

Для повышения точности измерений текущих значений необходимо, чтобы усреднение не приводило к существенному сглаживанию информации о процессе изменения измеряемой величины.

Применение этого метода возможно, если в течение интервала времени усреднения не происходит заметное изменение текущих значений измеряемой величины и, в то же время, в течение этого же интервала существенно меняется погрешность измерений текущих значений. Другими словами частотный спектр случайной составляющей погрешности измерений текущих значений должен быть значительно более высокочастотным по отношению частотного спектра процесса изменения измеряемой величины.

Формальным условием результативности снижения случайной составляющей погрешности измерений путем усреднения результатов измерений текущих значений является следующее:


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости