Использование информационной избыточности - Структурные методы повышения точности средств измерения

Под информационной избыточностью понимается такое состояние измерительной информации, при котором она больше необходимой для реализации функций управления объектом. Избыточная информация может использоваться для повышения точности измерений.

Примером использования информационной избыточности в целях повышения точности измерений может служить включение в измерительную систему дополнительных средств измерений, измеряющих одну и ту же величину, и осреднение их показаний.

В погрешностях подавляющего большинства средств измерений, используемых в АСУ ТП, доминируют невыявленные систематические погрешности, которые могут быть разного знака, и для грубой ориентировочной оценки результирующей погрешности измерений (Dр) при использовании n средств измерений одинаковой погрешности (D) для измерения одной и той же величины можно воспользоваться выражением:

При использовании нескольких средств измерений разного класса точности целесообразно принимать в качестве результата измерений средневзвешенное значение:

Где: хi - результат измерений i-м средством измерений,

Di - относительная погрешность измерений с помощью i-го средства измерений,

N - число используемых средств измерений.

В этом случае результирующая относительная погрешность dр будет определяться следующим выражением:

Необходимо иметь в виду, что при существенном отличии погрешности используемых приборов (в 3 и более раз) результирующая погрешность будет больше погрешности наиболее точного прибора в этой группе.

Другим примером информационной избыточности может служить наличие тех или иных связей между измеряемыми величинами, обусловленных свойствами объекта измерений или управления. Эти связи могут быть использованы как для исключения аномальных погрешностей (промахов) при измерении отдельных величин, так и для повышения точности измерений всей совокупности измеряемых величин.

Обычно в системе управления измеряется несколько величин х1, х2, ..., хn, связанных между собой уравнениями связи (их число r).

F1 (х1, х2, ..., хn) = 0

F2 (х1, х2, ..., хn) = 0

Fr (х1, х2, ..., хn) = 0,

Которые образуют совместную систему. Измерив m = n - r параметров, можно определить остальные из уровней связи. Если число измеряемых параметров m удовлетворяет условию m > (n - r), то имеет место информационная избыточность. Значения (n - m) измеряемых параметров в этом случае можно определить из (n - m) < r уравнений системы, приведенном выше. Из оставшихся уравнений, число которых q = m - (n - r), для любых q параметров могут быть получены вторые значения, в общем случае не совпадающие с первыми. Если уравнения связи практически соблюдаются, то такое несовпадение обуславливается погрешностями измерений. Следовательно, информационная избыточность позволяет обнаружить наличие погрешности измерений совокупности нескольких параметров и использовано для уменьшения погрешности измерений.

Пример использования информационной избыточности для повышения точности измерений приведен в приложении 4.

Похожие статьи




Использование информационной избыточности - Структурные методы повышения точности средств измерения

Предыдущая | Следующая