Методика измерения параметров объектов телекоммуникаций на основе технологии виртуальных приборов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика измерения параметров объектов телекоммуникаций на основе технологии виртуальных приборов

Кандидат технических наук,

The increased requirements on automation of the control of modern telecommunication systems of communication have resulted in necessity of use of the new concept of construction of measuring systems, which changes not only way of designing and use of the measuring equipment, but also construction of systems of the tax, data processing and management as a whole. As the decision practically of each task of the control is connected to measurements, testing and data processing, for qualitative representation of results of data processing on the basis of use of technology of virtual tools is developed measurement methodic, considered in the given clause.

Методика измерения параметров объектов телекоммуникаций ОТК на основе технологии виртуальных приборов опирается на методику выполнения прямых измерений с многократными независимыми наблюдениями и основные положения обработки результатов, установленные ГОСТ 8.207-76.

Общая процедура обработки прямых многократных равноточных измерений представлена в виде алгоритма на рисунке 1, где рассматриваются как среднеквадратическая, так и доверительная (интервальная) оценки случайных погрешностей. виртуальный телекоммуникация технология

Исходными данными для расчета (шаг 1, 2) является n результатов равноточных наблюдений x₁,x₂,…,x_n, имеющих нормальное распределение, а также доверительная вероятность P_д.

Оценка наличия и, при необходимости, исключение известной систематической погрешности (шаг 3, 4) основываются на знании свойств используемого средства измерений, метода измерений и условия измерений путем введения поправки или поправочного множителя.

На пятом шаге рассматриваемой процедуры находится среднее арифметическое результата измерения

. (1)

Рисунок 1. Алгоритм процедуры обработки прямых многократных равноточных измерений.

Шестой шаг предусматривает вычисление оценки среднего квадратического отклонения результата однократного измерения .

. (2)

Проверка наличия и, при необходимости, исключения грубых погрешностей (шаг 7, 8) проводится в соответствии с методом, рекомендованным ГОСТ 11.002-73. Сущность метода состоит в том, что "подозрительные" результаты наблюдений сравниваются со статистическим критерием

, (3)

полученным для нормального закона распределения при различном числе наблюдений n и различных уровнях значимости , где Pд - доверительная вероятность.

Последовательность оценки по данному методу следующая: упорядочиваются результаты наблюдений, то есть записываются в виде

подсчитываются среднее значение (формула 1) и среднее квадратическое отклонение (формула 2); находятся отклонения

, (4)

, (5)

результаты сравниваются с предельным отклонением для данного распределения случайной величины, которое берется из справочных данных для конкретного числа наблюдений n и принятого уровня значимости . При результат считается анормальным и исключается.

Расчет оценки среднего квадратического отклонения среднего значения результата измерения, характеризующего степень разброса , проводится на девятом шаге.

, (6)

Нахождение границ доверительного интервала случайной составляющей погрешности проводится на шаге 10. Если число наблюдений n>20 вычисление проводится с использованием значений табулированой функции Лапласа. Для заданных значений доверительной вероятности Pд по значениям функции Лапласа Ф(z) = находятся значения аргумента z(p), а учитывая, что , границы доверительного интервала определяются по формулам

(7)

Если число отсчетов , но суждение о нормальности распределения остается справедливым, то используется распределение Стьюдента. Для заданных значений и n по таблицам распределения Стьюдента находится коэффициент , а затем вычисляются верхняя и нижняя границы доверительного интервала:

(8)

Порядок определения границ не исключенных составляющих систематической погрешности (шаг 11) зависит прежде всего от условий эксперимента. Если имеется несколько не исключенных составляющих систематической погрешности и если известны их границы , то распределение этих составляющих в пределах границ принято считать равномерным, а суммарная доверительная граница определяется по формуле (9).

, (9)

где коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью и числом суммируемых составляющих m.

Для обычно используются усредненные по m значения коэффициентов.

Если , то вычисляется по графику, приведенному в ГОСТ 8.207-76.

Определение результирующих доверительных границ погрешности измерения (шаг 12) проводится в соответствии со следующим правилом.

При одновременном наличии как не исключенных систематических, так и случайных погрешностей, выбор формулы расчета границы погрешности результата измерения зависит от соотношения .

при ;

при ; (10)

при ,

где ;

.

Интервал, в котором погрешность измерения находится с заданной вероятностью, является показателем точности измерения и выражается в соответствии с ГОСТ 8.011-72 (шаг 13) в форме

A; от до ; ,

где: А результат измерения в единицах измеряемой величины;

, , соответственно погрешность измерения с нижней и верхней ее границами в тех же единицах измерения;

, доверительная вероятность.

Процедура обработки результатов измерения сводится к определению искомого значения измеряемой величины по одному отсчету, снятому с отсчетного устройства измерительного прибора, а также с учетом известной информации о средстве измерений и условиях выполнения измерений. Оценка погрешности в данном случае проводится на основе предварительно полученной (априорной) информации об источниках, составляющих погрешность.

Процедура обработки результатов прямых однократных измерений основывается на рекомендациях МИ 1552-86. «Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений».

При этом порядок действий определен следующим.

1. Проводится анализ априорной информации, в качестве которой могут использоваться следующие данные:

2. класс точности, вид шкалы и пределы измерения измерительного прибора;

3. значение аддитивной и (или) мультипликативной поправки;

4. вид закона распределения вероятности показания и мера его рассеяния (как правило, из опыта предшествующих измерений).

5. Снимается одно значение отсчета (х) с отсчетного устройства прибора. В общем случае результат отсчета является случайным числом и поэтому не несет полной информации о результате измерения.

6. Проводится перевод единственного значения отсчета в единственное значение показания (А1).

7. В показание прибора вносится поправка, исключающая систематическую погрешность, которая в общем случае может быть аддитивной или мультипликативной. Если значение поправки известно точно, то показание может быть представлено единственным значением.

8. Определяется максимально возможное отклонение результата однократного измерения по показанию прибора и записывается результат измерения.

Способ определения результата однократного измерения зависит от имеющейся у оператора априорной информации.

Алгоритм процедуры обработки прямых многократных равноточных измерений составляет основу базы знаний универсальной автоматизированной системы контроля объектов телекоммуникаций [3].

Литература

1. Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях.-М.:ЭКО - ТРЕНДЗ, 1998.

2. Лабунец А.М., Орешин А.Н. Предложения по решению задач контроля на основе технологии виртуальных приборов. Телекоммуникации №9, 2003.

3. Лабунец А.М., Орешин А.Н. Предложения по разработке модели универсальной автоматизированной системы контроля объектов телекоммуникаций на основе технологии виртуальных приборов. Телекоммуникации №3, 2004.

Размещено на Allbest.ru