Новицкий П. В. Оснввы информационной теории измерительных устройств. Л., „Энергия", 1968.
248 с. с рис. 10000 экз. 1 р. 19 к.
В книге дается последовательное построение системы совокупных оценок точности, чувствительности, рабочего диапазона, потребления, быстродействия, сложности и надежности измерительных устройств с позиций теории информации.
Использование совокупных критериев, рассмотренных в книге, может оказаться полезным для отыскания оптимальных вариантов измерительных устройств при их проектировании, а также для разработки новых нормалей и стандартов на измерительную аппаратуру.
Книга предназначена для широкого круга инженеров и науч-рых работников, интересующихся актуальными проблемами современной измерительной техники и приборостроения. Она может быть также использована студентами старших курсов вузов, специализирующимися по измерительной технике и автоматике.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В современных условиях для построения основ общей теории измерительных устройств представляется весьма перспективным использование понятий и аппарата теории информации, развитых применительно к измерительной технике. Однако классические работы в области теории информации посвящены в основном лишь статистической теории связи и не затрагивают вопросов теории измерительных
устройств.
Естественно, что информационная теория измерений, охватывающая весь комплекс современной измерительной техники, может быть создана лишь общими усилиями специалистов в разных областях измерений. Поэтому настоящую работу можно рассматривать только как первую попытку найти отдельные общие закономерности, как поиск основ или, если можно так выразиться, поиск «начал» такой общей теории. Однако, используя информационно-энергетический подход к вопросам теории измерительных устройств, можно уже сейчас получить хотя еще и далеко не полную, но в какой-то степени законченную систему взглядов, положений и оценок, которая могла бы в дальнейшем послужить основой для разработки общей информационной теории измерений.
Использование методов теории информации позволяет решить целый ряд практических вопросов, которые до сих пор не имели научно обоснованных и общепризнанных решений. К таким вопросам относятся установление единого эффективного значения погрешности, суммирование погрешностей, совокупная оценка качества измерительных устройств и ряд других.
Первый практический результат информационной теории измерительных устройств — возможность создания научно обоснованной (свободной от каких-либо волевых или условных решений) системы нормирования параметров измерительных устройств, которая может быть положена в основу разработки стандартов и нормалей на измерительные устройства.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................ 3
Введение.................................... 5
Глава первая. Основные понятия и определения.............. ц
1-1. Необходимые сведения из теории вероятностей.......... _
1-2. Основные положения теории информации ............. 17
1-3. Исходные положения, определяющие сущность измерения .... 27 1-4. Измерительные преобразования, функциональные шкалы и понятие единицы измеряемой величины................ 31
1-5. Определение и классификация измерительных преобразований и
преобразователей........................... 34
Глава вторая. Энтропийное значение погрешности измерения...... 37
2-1. Состояние вопроса и постановка задачи.............. —
2-2. Понятие энтропийного значения погрешности........... 41
2-3. Сравнение энтропийного и среднеквадратического значений погрешности при симметричных законах распределения....... 47
2-4. Область возможных значений энтропийного коэффициента для
произвольных законов распределения вероятностей погрешности 53 2-5. Определение области значений энтропийного коэффициента и относительного четвертого момента для фактических распределений погрешностей измерительных устройств на основе экспериментальных данных.............................. 54
2-6. Сравнение различных приемов оценки погрешности измерений 56 2-7. Использование энтропийного значения погрешности в качестве
основного критерия точности приборов и измерений ....... 64
2-8. Практические методы определения энтропийного значения погрешности............................... 65
2-9. Сравнение аттестационных оценок измерительных приборов по энтропийному значению погрешности и максимальному значению, встретившемуся в ограниченном ряду испытаний......... 68
Глава третья. Суммирование погрешностей................. 72
3-1. Задача о суммировании погрешностей измерительных устройств —
3-2. Систематические и случайные погрешности. Перерождение систематических погрешностей в случайные. Особенности прогрессирующих погрешностей .......................... 73
3-3. Правила статистического суммирования погрешностей с учетом их взаимных корреляционных связей. Выбор метода суммирования................................... 78
3-4. Законы распределения вероятности различных составляющих погрешности измерительных устройств ................ 81
3-5. Суммирование погрешностей с равномерными законами распределения вероятностей.......................... 88
; 3-6. Суммирование погрешностей при равномерном, нормальном и ко-
синусоидальном законах распределения составляющих...... 93
i 3-7. О суммировании погрешностей при произвольной степени корреляции я произвольных законах распределения вероятностей составляющих................................ 98
I Глава четвертая. Методы нормирования погрешности вдоль шкалы прибора, полный и рабочий диапазоны и разрешающая способность измерительных устройств............ 101
4-1. Нормирование текущего значения погрешности вдоль шкалы прибора одночленной, двухчленной или трехчленной формулой ... — 4-2. Полный, или динамический, диапазон измерительных устройств 105
4-3. Определение понятия точности измерений............. 108
4-4. Логарифмические характеристики точности измерительных устройств.............................. . . . 109
4-5. Разрешающая способность измерительных устройств........ 114
Глава пятая. Информационная способность, средняя информационная погрешность и оптимальный рабочий диапазон измерительных устройств........................ 119
5-1. Постановка задачи.......................; . . —
5-2. Общая закономерность изменения плотности распределения "различных значений измеряемой величины .............. 126
5-3. Информационная способность прибора с чисто мультипликативной погрешностью .......................... 136
5-4. Информационная способность приборов с чисто аддитивной погрешностью" .............................. 138
5-5. Определение информационной способности приборов при любом соотношении аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности ............................... 140
5-6. Понятие средней информационной погрешности измерительных
устройств............................... 146
5-7. Уточнение единого определения понятия ширины оптимального рабочего диапазона измерительных устройств............ 149
5-8. Практические методы оценки точности измерительных устройств на
основе положений теории информации............... 153
Глава шестая. Основы информационно-энергетической теории измерительных устройств...................... 156
6-1. Постановка задачи.......................... •—
6-2. Негэнтропийный принцип информации Бриллюэна......... 157
6-3. Исходная предельная определенность (негэнтропия) измеряемой
величины................................ 160
6-4. Соотношение между величиной энергии и предельным значением
переносимой ею информации..................... 163
6-5. Потеря информации о значении измеряемой величины в канале измерительного устройства и информационный к. п. д. процесса измерения............................... 164
6-6. Энергетический к. п. д. измерительных устройств и его связь с информационным к. п. д. процесса измерения ............ 166
6-7. Энергетический порог чувствительности и логарифмический показатель относительной энергетической добротности измерительных устройств................................ 168
6-8. Принципиальная ограниченность 'возможностей совершенствования и тесная взаимосвязь точности, потребления и быстродействия измерительных устройств....................... 172
6-9. Понятие мертвого времени измерительных устройств ....... 174
6-10. Информационно-энергетические соотношения при измерении времени .................................. 177
147
6-11. Информационно'энергетические соотношения при измерении ча- /
стоты.................................. 179
6-12. Сравнение информационных свойств различных входных процессов измерительных устройств.................... 184
6-13. Совокупная оценка информационной способности, сложности и
надежности измерительных устройств............... 189
Глава седьмая^ Сравнительный информационно-энергетический анализ современного состояния и возможных путей совершенствования электроизмерительных приборов........ 193
7-1. Возможные пути совершенствования измерительных устройств ... —. 7-2. Возможности технологического пути совершенствования измерительных устройств и значения энергетической добротности, достигнутые в современном приборостроении............... 195
7-3. Использование запаса чувствительности для расширения рабочего диапазона приборов путем применения шунтов и добавочных сопротивлений ................................ 198
7-4. Использование запаса чувствительности для повышения точности
путем применения метода уравновешивающего преобразования . . 200 7-5. Использование запаса быстродействия для создания стабильных
измерительных устройств на нестабильных элементах....... 206
7-6. Использование запаса быстродействия для уменьшения случайных
погрешностей измерительных устройств............... 213
7-7. Ограниченность возможностей использования запаса быстродействия для повышения точности при измерении величин, изменяющихся во времени........................'. . . 219
7-8. Информационно-энергетические соотношения при повышении точности, чувствительности или быстродействия измерительных устройств ................................. 226
7-9. Обмен потребления на быстродействие измерительных устройств 232
Заключение................................... 236
Приложение 1................................. 23$
Приложение 2................................. 239
Приложение 3................................. 241
Приложение 4................................ 242
Литература................................... 243
Цена: 300руб.
