Проблемы и способы решения в области поверки и калибровки ИИС - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Проблемы проведения испытаний СИ и ИИС тесно связаны с проблемами их метрологической надежности, под которой понимается способность СИ (ИИС) сохранять установленные значения MX в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации. Учитывая уникальность каждой ИИС, проблема сводится к вопросу обеспечения постоянного мониторинга за характером изменения MX ИИС и ее компонентов на месте эксплуатации ИИС, использование полученной при этом информации для корректировки МПИ. Один из важных путей решения этой задачи - развитие и совершенствование методов самокалибровки и самодиагностики ИК ИИС.
Для многих ИИС характерен автономный - в метрологическом смысле - режим использования, когда не может быть реализована ее оперативная связь с вышестоящими по поверочной схеме средствами. Автономный режим использования ИИС является одним из источников проблемы децентрализации в системе обеспечения единства измерений. Если для традиционно используемых средств привязка к эталону означает, в конечном итоге, перемещение к месту его дислокации, то для автономной ИИС необходимо встречное движение эталона к месту ее размещения. Соответственно необходима разработка и совершенствование транспортируемых эталонов, необходимых для поверки и калибровки ИК ИИС. При этом необходимо учитывать, что транспортируемые эталоны часто будут использоваться в условиях, отличных от условий хранения и применения эталонов в организациях ГМС и ГНМЦ. Вопросы о методиках и необходимости использования транспортируемых эталонов должны быть решены на стадиях разработки и испытаний ИИС.
При развитии ИИС проявляются общие тенденции в развитии измерительной техники:
Возрастание точности, расширение номенклатуры измеряемых величин и измерительных задач, расширение диапазонов измерений;
Обеспечение доступа потребителей к средствам измерений высшей точности;
Обеспечение измерений в условиях воздействия "жестких" внешних факторов (высокая температура, большое давление, ионизирующее излучение и т. д.)
Расширение номенклатуры измеряемых величин в рамках одной ИИС приводит к необходимости "привязки" ИИС к нескольким поверочным схемам. Для решение вопросов самокалибровки необходимо наличие в структуре ИИС встроенных эталонов, что приводит к росту требований по точности к транспортируемым эталонам и практический выход в высшие звенья поверочных схем. Следует отметить, что в настоящее время существуют две противоположные тенденции в развитии техники восприятия входных величин. В соответствии с одной точкой зрения максимум операций по формированию наиболее подходящего для дальнейшего преобразования сигнала следует выполнять в первичном измерительном преобразователе (датчике). Применение интегральных технологий для изготовления чувствительных элементов создает благоприятные возможности производства различных интеллектуальных датчиков, представляющих собой интегральные системы сбора и предварительной обработки результатов измерений. Подобные датчики должны формировать сигналы, не требующие обязательного усиления, иметь слабую чувствительность к влияющим факторам. Учитывая необходимость установки таких датчиков на объекте, что увеличивает недоступную часть ИК ИИС, появляется необходимость в дальнейшем совершенствовании расчетно-экспериментальных методов определения MX и их контроля. Повышаются требования к индивидуальной градуировке интеллектуальных датчиков.
В области наиболее массовых измерений, например температуры с помощью термопар, основная задача по преобразованию сигналов от датчиков с минимальными потерями измерительной информации решается с помощью ИК. В данном случае используются простые датчики с типовыми характеристиками. В качестве примера могут служить испытания крупных турбогенераторов, при которых в разных точках испытуемого изделия размещают сотни датчиков, рассчитанных на различные диапазоны температур. В данном случае необходимо совершенствование методов испытаний многоканальных ИИС.
Передача размера единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений (СИ) является одной из задач поверки СИ, которая в применении к измерительным системам (ИС) может быть решена двумя способами: комплектно и поэлементно. Оба этих способа легли в основу проекта рекомендаций "ГСИ. Порядок проведения поверки измерительных систем". Вместе с тем, отзывы, полученные в результате рассылки проекта рекомендаций, показали, что специалисты-метрологи, занимающиеся разработкой и утверждением методик поверки, по-разному понимают и трактуют некоторые особенности каждого из способов поверки. Цель настоящей работы состоит в рассмотрении возникших противоречий и выработке единого подхода к понятиям "передача размера единиц физических величин" и "условия поверки" в применении к ИС.
В соответствии с ГОСТ Р 8.596-2002 при комплектной поверке "контролируют метрологические характеристики измерительных каналов ИС в целом (от входа до выхода канала)".
При таком подходе передача размера единиц физических величин ИС от эталонов должна осуществляться так, как это принято для рабочих СИ, т. е. с соблюдением Нормальных условий и обязательным введением Контрольных допусков (называемых также коэффициентами метрологического запаса) - для обеспечения требуемой достоверности поверки согласно МИ 187-86 и МИ 188-86. При этом поверяемое СИ признается пригодным к применению лишь в том случае, если при проверке основной погрешности, ее значения не превысят допускаемой нормы:
,
Где - предел допускаемой основной погрешности, регламентированный для поверяемого СИ; - коэффициент, определяющий контрольный допуск и зависящий от требований к достоверности поверки и соотношения между пределами погрешности эталона и поверяемого СИ, .
Однако анализ методик поверки, согласованных, в том числе, уважаемыми метрологическими институтами, показал совершенно противоположное - контрольные допуски не назначаются, поверку рекомендуется проводить в рабочих условиях, Случайно Сложившихся на момент поверки. При этом при проверке Основной погрешности в качестве допускаемых норм применяются значения, вычисленные с учетом результатов измерений влияющих величин, сложившихся на момент проведения поверки по формуле:
,
Где - коэффициент влияния I-й влияющей величины, регламентированный для поверяемого ИК ИС; - результат измерений I-й влияющей величины; - ближайшее к результату измерений граничное (минимальное или максимальное) значение нормальных условий эксплуатации, регламентированное для поверяемого ИК ИС; N - количество влияющих величин, регламентированных в качестве условий поверки для поверяемого ИК ИС.
Разумеется, применение допускаемых норм, вычисленных по формуле, при проверке Основной погрешности является Грубейшим нарушением метрологических правил и может привести к существенному снижению достоверности получаемых результатов поверки ввиду того, что:
- - допускаемые нормы не должны превышать предела допускаемой основной погрешности; - при использовании средств поверки в рабочих условиях эксплуатации поверяемого ИК ИС может нарушиться принятое соотношение между пределами погрешности эталона и поверяемого ИК ИС.
Так, возможно ли проведение комплектной поверки (проверки основной погрешности ИК ИС) в условиях, отличающихся от нормальных? Если подходить к рассмотрению этого вопроса формально, то - нельзя, т. к. передача размера единиц физических величин должна осуществляться в нормальных условиях.
Вместе с тем при эксплуатации ИС могут возникнуть такие ситуации, что обеспечить нормальные условия для поверки ИС невозможно, а провести проверку соответствия метрологических характеристик ИК ИС установленным нормам необходимо. При такой постановке вопроса речь может идти не о поверке (в обычном ее понимании), а лишь о возможности переноса результатов проверки погрешности ИК ИС, выполненного в фактических условиях эксплуатации, на нормальные условия. Для достижения той же достоверности результатов проверки основной погрешности должно быть уменьшено в связи с расширением диапазона изменений влияющих величин и возможным увеличением погрешности средств поверки (в условиях эксплуатации, сложившихся на момент поверки ИС).
Следует помнить, что с уменьшением коэффициента увеличивается вероятность признания негодными в действительности пригодных к применению ИК ИС. Именно поэтому поверку допускается проводить лишь при Незначительном отклонении условий поверки от нормальных (для которых нормирован предел допускаемой основной погрешности). В противном случае придется:
- - либо уменьшить коэффициент до таких значений, что практически все поверяемые ИК ИС будут признаваться негодными, - либо уменьшить значения достоверности поверки, т. е. увеличить вероятность признания годными в действительности непригодных к применению ИК ИС, что, разумеется, недопустимо.
В соответствии с ГОСТ Р 8.596-2002 при поэлементной поверке первичные измерительные преобразователи (датчики) демонтируют и поверяют в лабораторных условиях, а вторичную часть - комплексный компонент, включая линии связи, поверяют на месте установки ИС при одновременном контроле всех влияющих факторов, действующих на отдельные компоненты.
Следовательно, передача размера единиц физических величин первичным измерительным преобразователям (датчикам) должна осуществляться в нормальных условиях в соответствии с нормативным документом, регламентирующим их поверку (принятым ГЦИ СИ при утверждении типа первичных измерительных преобразователей). Для этого в методике поверки ИС в разделе "Рассмотрение документации" достаточно предусмотреть проверку пригодности к применению первичных измерительных преобразователей (путем проверки свидетельств о поверке или отметок и оттисков поверительных клейм в эксплуатационной документации).
Что же касается оставшейся части ИК ИС, то в соответствии с ГОСТ Р 8.596-2002 передача размера единиц физических величин комплексному компоненту, включая линии связи, должна осуществляться на месте установки ИС при одновременном контроле всех влияющих факторов, действующих на отдельные компоненты. При этом все рассуждения, должны быть распространены и на комплектную поверку оставшейся части ИК.
В таких условиях возникает резонный вопрос: должны ли поверяться отдельно компоненты ИС, являющиеся СИ и входящие в состав комплексного компонента, или они должны проходить поверку только в составе ИС? С одной стороны, такие СИ утвержденного типа, применяемые в сферах государственного метрологического контроля и надзора, должны проходить поверку в соответствии с нормативными документами, регламентирующих их поверку (принятым ГЦИ СИ при утверждении их типа). Следовательно, инспектора государственного метрологического надзора вправе потребовать на такие СИ (в том числе и на комплексы измерительно-вычислительные) документы, подтверждающие их поверку. С другой стороны, такие СИ входят в состав комплексного компонента ИС и отдельно от него не применяются. Зачем такие СИ (например, упомянутые выше комплексы измерительно-вычислительные) поверять 2 раза - отдельно и в составе комплексного компонента? Это не только расточительно, но и нецелесообразно.
Вместе с тем существуют многочисленные системы, в которых все компоненты, являющиеся СИ поверяются поэлементно в соответствии с нормативными документами, регламентирующими их поверку. Очевидно, что в таких случаях, когда размер единиц физических величин уже передан всем компонентам ИС, являющимися СИ, поверка ИС должна заключаться лишь в различных проверках (внешнего вида, условий эксплуатации компонентов, работоспособности, характеристик безопасности, взаимного влияния каналов, от несанкционированного доступа, программного обеспечения и др.), которые вполне могут быть выполнены и в рабочих условиях.
Следует вспомнить, что такой подход принят для большинства теплосчетчиков, компонентам которых (расходомерам, термопреобразователям и тепловычислителям) размер единиц физических величин передается поэлементно в нормальных условиях, а при поверке проводятся лишь различные проверки (в том числе и в проекте рекомендаций "ГСИ. Теплосчетчики и измерительные системы тепловой энергии. ... Общие указания по методам поверки"). Такой же подход был, в частности, принят за основу в МИ 3000-2006, в которых "условия поверки ИС должны соответствовать условиям ее эксплуатации, нормированным в технической документации, но не выходить за нормированные условия применения средств поверки".
При проведении различных проверок ИС (в ходе ее поверки) целесообразно предусматривать различные условия поверки: при передаче размеров единиц физических величин - нормальные условия, при других проверках - рабочие условия.
Обратить внимание ГЦИ СИ и отдела Государственного реестра СИ на необходимость соблюдения нормальных условий при передаче размеров единиц физических величин и целесообразность введения контрольных допусков при рассмотрении и согласовании нормативных документов, регламентирующих поверку СИ, которые должны сопровождаться расчетами достоверности.
Передачу размеров единиц физических величин в условиях, отличающихся от нормальных, применять лишь в обоснованных случаях при тщательной проверке, подтвержденной расчетами возможности переноса результатов проверки погрешности ИК ИС, выполненной в фактических условиях эксплуатации, на нормальные условия.
Для разрешения противоречий с органами государственного метрологического надзора (и других надзорных органов) предусматривать в нормативных документах, регламентирующих поверку ИС, прямое указание на нецелесообразность поэлементной поверки СИ (с указанием их перечня), входящих в состав комплексного компонента и поверяемых комплектно в его составе.
Похожие статьи
-
Введение - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
На сегодня метрологическая деятельность регулируется Законом Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений". Из этого следует, что эта...
-
Метод определения погрешности - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Метод определения погрешности аналоговых и цифро-аналоговых ИК для случая пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности Если проверяемая точка...
-
Комплектной называют поверку, при которой определяются MX СИ, присущие ему как единому целому. Поэлементной называют поверку, при которой значения MX СИ...
-
Заключение, Список используемой литературы - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Обеспечение единства и требуемой точности измерений - было и остается главной задачей метрологии. Только проведение систематического анализа...
-
Поверка и калибровка ИИС, Общие положения - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Общие положения Поверке подвергают измерительные каналы ИС, на которые распространен сертификат утверждения типа, подлежащие применению или применяемые в...
-
Обеспечение качества услуг является стратегическим направлением деятельности Сахалинского центра стандартизации, метрологии и сертификации. В области...
-
Информационно - измерительные системы: структура и состав Постоянное совершенствование и развитие средств измерений необходимо для промышленного...
-
Для ускорения процесса конструирования регулятора в пространстве состояний в Matlab была разработана функция, которая, при должной настройке, позволяет...
-
Статический однофазный счетчик активной и реактивной электрической энергии ST 1000-6 Статические однофазные счетчики активной и реактивной электрической...
-
Очередность разработки Системы А) разработка программного обеспечения для ввода, редактирования и актуализации контента, синхронизации с хранилищем...
-
Без использования измерительных приборов невозможно представить многие грани человеческой деятельности:начиная от научной работы и заканчивая...
-
В состав беспроводных информационно - измерительных систем (БИИС) входят устройства трех видов: интеллектуальные датчики (ИД) и их кластеры и центральный...
-
Прогноз погоды - научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определенном пункте или регионе на определенный период. Составляется...
-
Чтобы начать редактировать содержимое ячейки, нужно сначала промаркировать эту ячейку. На следующем шаге необходимо включить режим редактирования, нажав...
-
В качестве предметной области для дипломного проекта была выбрана организация МКДОУ детский сад №85 "Почемучка". Описание и основные виды деятельности...
-
ПМ "Надзор" разработан в соответствии с требованиями норм в области технической эксплуатации (ТЭ) АТ, действующих в гражданской авиации (ГА) РФ....
-
Для реализации ИИС контроля расхода энергоресурсов проведем анализ характеристик существующих беспроводных технологий передачи данных. Наиболее...
-
Воспользуемся теперь для поиска решения функционалом (2.13). Пространство операторов В рассматриваем примере добавка (2.12) может быть представлена:...
-
Тестирование программного продукта - Разработка информационно-справочной системы "Аптека"
В настоящее время для установления соответствия программного продукта заданным правилам построения, техническим условиям и заданиям на них, для...
-
Наименование и область применения Наименование: Автоматизированная информационная система "Отель" в дальнейшем именуемая АИС "Отель". Область применения:...
-
После анализа работающей системы workflow, можно достаточно точно определить, какая из предлагаемых на рынке систем наиболее соответствует потребности...
-
Связь типов информационных систем с задачами принятия решений - Системы поддержки принятия решений
Применяются отдельные модели и методы для принятия оптимальных решений. Отметим, что в существенной мере характер всех поколений систем и их концепций...
-
Экспертные информационные системы - Системы поддержки принятия решений
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем. Экспертные системы дают возможность...
-
Российская система здравоохранения: текущее состояние, основные проблемы и барьеры для дальнейшего развития Российское здравоохранение на сегодняшний...
-
Данная система состоит из 4 подсистем: - подсистема "Учет данных"; - подсистема "Формирование документов"; - подсистема "Контроль"; - подсистема...
-
Моделирование предметной области Этапом проектирования базы данных любого типа начинается с анализа предметной области, который заканчивается построением...
-
Воспользуемся теперь критерием (2.14). Пространство состояний Структурная схема системы с учетом введенного воздействия примет вид: Запишем...
-
В дальнейшем будут развиваться другие способы получения информации о погоде (спутниковые и радиолокационные). Достоинства: - точность информации о погоде...
-
Современные табличные процессоры имеют очень широкие функциональные и вспомогательные возможности, обеспечивающие удобную и эффективную работу...
-
Данная дипломная работа посвящена теме информационная система учета службы горючих и смазочных материалов войсковой части. Объектом разработки является...
-
Обзор классического подхода Приведем теорему для формирования линейного закона управления с обратной связью в пространстве состояний [3]: Дан объект,...
-
Как известно, реализация каждого основного технологического процесса требует наличия вспомогательных (второстепенных) процессов, обеспечивающих...
-
Методология RAD - Теория экономических информационных систем
Одним из возможных подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение методология...
-
Выбор способа объединения подсетей на магистрали, например, с помощью маршрутизации, с помощью шлюзов или же с помощью транслирующих коммутаторов. При...
-
Оснащение тепличного хозяйства Для обеспечения выполнения требований технического задания, предлагается обеспечить надежное централизованное управление...
-
, Алгоритм обратного хода: Шаг 1. Вычислим Шаг 2. Вычислим: , Рис. 1. Основной алгоритм решения СЛУ методом исключения Гаусса. Для контроля правильности...
-
Выбранные датчики, исполнительные механизмы и их месторасположение, а также структурная схема АСУ ТП производства сухого молока позволяют составить схему...
-
Физическая защита Безопасность информационной системы зависит от окружения, в котором она функционирует. Необходимо принять меры для защиты зданий и...
-
Перспективной областью применения стандарта Zigbee являются беспроводные системы считывания показаний различных счетчиков. Данный сегмент рынка крайне...
-
Выбор методики тестирования В процессе разработки системы разработчиком выявляются и устраняются все ошибки допущенные при проектировании. Ошибки,...
Проблемы и способы решения в области поверки и калибровки ИИС - Поверка и калибровка информационно измерительных систем