Браславский Д. А., Петров В. В.
37 Точность измерительных устройств. М., «Машиностроение», 1976.
312 с.
В книге изложены общие методы расчета измерительных устройств (ИУ). Объектом исследования является структурная схема ИУ, в состав которой могут входить преобразующие звенья, построенные на различных физических принципах.
Книга разделена на две части, в первой из которых решаются задачи анализа, а во второй — задачи синтеза ИУ по точностным критериям. Анализ и синтез проводятся на основе современных научных методов.
Книга рассчитана на работников опытно-конструкторских и научно-исследовательских организаций, занимающихся проектированием ИУ; кроме того, она может быть полезна преподавателям и студентам высших учебных заведений приборостроительных специальностей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Необходимость в получении информации о состоянии того или иного процесса (параметра) с помощью измерительных устройств (ИУ) возникает во всех областях науки и техники при проведении лабораторного эксперимента, контроле производственных процессов, управлении движущимися и другими объектами. При этом важную роль играет точность измерения, которая непосредственно зависит от точности ИУ, являющегося средством получения информации о контролируемом процессе.
Количественной мерой точности ИУ является величина его погрешности. Суммарная погрешность ИУ возникает под влиянием многих первичных погрешностей, зависящих от метода измерения, схемы, качества изготовления ИУ, характера протекания контролируемого процесса, окружающих условий, режимов питания и ряда других внешних и внутренних факторов.
Для правильной оценки точности ИУ на стадии его проектирования необходимо исследование его физической схемы с целью выявления и возможно более полного учета внешних и внутренних дестабилизирующих (возмущающих) факторов, приводящих к образованию погрешностей.
К настоящему времени в области приборостроения опубликовано много работ, в которых излагаются методы расчета и проектирования определенных видов ИУ и их элементов, объединенных общими принципами действия: манометрических [1.1], гироскопических [1.7], оптико-электронных [1.3], электроизмерительных [1.10] и др. В большинстве этих работ параметры ИУ рассматриваются как неслучайные величины и не всегда учитывается случайный характер возмущающих воздействий.
На определенном этапе развития приборостроения такой подход к расчету ИУ был приемлем и позволил выявить систематические составляющие методических и инструментальных погрешностей различных типов ИУ, найти способы их компенсации, введения поправок и j. п.
Широкое внедрение в народное хозяйство автоматизированных систем управления и комплексного контроля производствен-1*
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................ о
ЧАСТЬ 1 АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Глава 1. Основные понятия и определения 7
1.1. Классификация ИУ ................... 7
1.2. Типовые структуры ИУ ................. 9
1.3. Статические характеристики ИУ ............. 17
1.4. Классификация погрешностей ИУ ............. 25
1.5. Происхождение статических погрешностей ИУ ....... 31
1.6. Происхождение динамических погрешностей ........ 35
Глава 2. Анализ статической точности измерительных устройств .... 39
2.1. Составление уравнений погрешностей ИУ ......... 39
2.2. Теоретико-вероятностная обработка уравнения погрешностей 52
2.3. Расчет вероятности попадания погрешности в заданную область 64
2.4. Расчет доверительных границ поля допусков на погрешность
ИУ ........................... 75
Глава 3. Динамическая точность измерительных устройств ...... 80
3.1. Расчет динамической погрешности линейных ИУ ....... 81
3.2. Исследование динамической точности нелинейных ИУ ... 87
3.3. Расчет динамической погрешности, вызванной изменением параметров ИУ ..................... j™
3.4. Дискретизация непрерывных сигналов ........... '°°
Глава 4. Анализ информационных свойств измерительных устройств 111
4.1. Информационные характеристики ИУ ........... {}'
4.2. Количество информации ................. |'^
4.3. Информационная характеристика ИУ и ее свойства ..... |~J?
4.4. Анализ информационных свойств ИУ ...........
4.5. Информационные основы линеаризации нелинейных характе-ристик .........................
ЧАСТЬ II СИНТЕЗ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПО ТОЧНОСТНЫМ КРИТЕРИЯМ
155 Глава 5. Структурные методы повышения точности И У .......
5.1. Повышение точности ИУ с помощью последовательных и па- ^^ раллельных корректирующих звеньев ...........
5.2. Повышение точности ИУ с помощью встречно-параллельных ^
корректирующих звеньев
5.3. Повышение точности ИУ путем модуляции параметров и введения эталонных сигналов................ 164
5.4. Структурные методы повышения динамической точности ИУ 171
Глава 6. Комплектование измерительных устройств ........ 181
6.1. Способы комплексирования ИУ.............. 181
6.2. Оптимальные линейные алгоритмы безынерционной обработки избыточной информации ................. 183
6.3. Оптимальные нелинейные алгоритмы безынерционной обработки избыточной информации.............. 188
6.4. Субоптимальные алгоритмы и способы их реализации .... 202
6.5. Оптимальные линейные фильтры в комплексных ИУ .... 214
6.6. Оптимальные нелинейные фильтры в комплексных ИУ .... 222
6.7. Комплексирование ИУ со взаимно дополняющими характеристиками ........................ 229
Глава 7. Оптимизация параметров ИУ по точностным критериям . . • 239
7.1. Оптимизация параметров ИУ по критерию минимума матема-матического ожидания погрешности ИУ........... 239
7.2. Оптимизация параметров ИУ по критерию минимума дисперсии случайной погрешности ................. 244
7.3. Оптимизация параметров ИУ по критериям динамической точности......................... 250
7.4. Оптимизация параметров ИУ по комплексному критерию . . . 262
7.5. Применение принципа подобия для сохранения оптимальных параметров ИУ при их миниатюризации.......... 268
Глава 8. Информационный синтез оптимальных измерительных устройств 275
8.1. Общая формулировка задачи синтеза............ 275
8.2. Синтез оптимальных ИУ на основе критерия максимума информации........................... 276
8.3. Синтез оптимальных ИУ с «конечной памятью» ....... 296
8.4. Синтез дискретных ИУ при случайных воздействиях..... 301
Список литературы.......................... 306
Цена: 300руб.
