Присвоение класса точности информационно-измерительной системе (ИИС)
Информационно-измерительная система толщины металлической ленты в процессе ее изготовления. Математическая обработка массива данных. Расчет максимальной относительной погрешности измерения и в зависимости от ее значения - присвоение класса точности ИИС.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.09.2020 |
| Размер файла | 51,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа
Присвоение класса точности информационно-измерительной системе (ИИС)
Объект исследования. ИИС толщины металлической ленты в процессе ее изготовления на прокатном стане.
Средняя скорость движения ленты 60 м/мин, первичный измерительный преобразователь фирмы Vollmer.
Система за две секунды производит 100 наблюдений и размещает их в ПЗУ контроллера. Полученный массив данных контроллер подвергает математической обработке по ниже приведенному алгоритму. Предварительно оператор задает системе значение доверительной вероятности. Результат измерения в виде значения толщины и ее погрешности отображается на дисплее и передается по каналу обратной связи системе автоматического управления толщиной проката.
Цель работы. По результатам аттестации ИИС толщины ленты присвоить системе класс точности измерения.
Методика аттестации. Значение класса точности определяется наибольшей допустимой погрешностью. Структурная схема исследуемой системы имеет вид:
а ее математическое выражение описывается уравнением:
где Y и Х - выходной и входной сигналы;
k -коэффициент передачи.
Поочередно на систему подают входные сигналы Xj, равные 1, 2, 3,… 9, где j - номер поверяемой точки. При каждом неизменном входном сигнале система выполняет 100 наблюдений выходного сигнала Yji. Полученный массив наблюдений подвергают математической обработке статическими методами с целью определения погрешности. По результатам расчета присваивают класс точности ИИС.
Алгоритм вычислений.
Для каждого массива наблюдений выходного сигнала рассчитывают:
1) среднее арифметическое значение (результат измерения):
где N - количество наблюдений в j-ом массиве;
Yji - i-ое наблюдение j-го массива.
2) среднеквадратическую погрешность результата измерения:
.
3) задавшись доверительной вероятностью, например, Рд = 0,95, по таблице функции Лапласа (приложение А) определяем соответствующее значение аргумента функции Ф(0,95), равное z = 1,96 и вычисляем случайную погрешность. При N30 следует использовать функцию Стьюдента (приложение Б). Тогда
4) рассчитываем неисключенную систематическую погрешность (НСП) по выходу системы измерения:
,
где kXj = Yjn - значение нормированной величины на выходе, если на вход подан сигнал Xj..
5) определяем для каждой точки абсолютную погрешность измерения:
и относительную погрешность измерения:
.
6) выбираем из всех максимальное значение погрешности. Выбираем из ряда (1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0)*10n (где n = 1; 0; -1; -2) число ближайшее большее к. Это значение и следует присвоить в виде класса точности исследуемой системе. Класс точности указывается на циферблате прибора и в его паспорте.
Практические указания для выполнения работы
Исходными данными для расчетов являются входные сигналы Xj и выходные сигналы Yji, полученные в каждой поверяемой точке j (приложение Г). Коэффициент передачи k следует принять равным 3,17. Персональные задания даны в приложении В.
Предлагается на любом языке программирования и в любой операционной системе разработать программу, которая в итоге сможет присвоить класс точности исследуемой системе.
Программа должна выдавать значения, Sj,, , в каждой точке и в соответствие с пунктом 6 присвоить класс точности ИИС.
Для наглядности программа должна построить на одном графике следующие зависимости: , , и .
Программа должна содержать удобный пользовательский интерфейс (диалоговые окна).
Разработать в структурном виде алгоритм вычислений.
Содержание отчета
Отчет должен содержать работающую программу в электронном виде и описание программы в бумажном виде.
Литература
1. Гёль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс / Пер. с франц. М.: ДМК Пресс, 2010. 134 с.
2. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов / Д.Ф. Тартаковский, А.С. Ястребов. М.: Высш. шк., 2002. 205 с.: ил.
3. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: Учебное пособие / К.К. Ким, Г.Н. Анисимов, В.Ю. Барбарович, Б.Я. Литвинов. СПб.: Питер, 2010. 368 с.: ил.
4. Описание лабораторных работ (151-157) / П.А. Воронин, Г.Р. Елизаров. Орджоникидзе.: СКГМИ, 1984. 88 с.
5. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия: Учебник для вузов / И.М. Лифиц; М-во образования Рос. Федерации. М.: Юрайт, 2010. 315 с.
6. Шишмарев В.Ю. Средства измерений: Учебник для студентов. М.: Изд-во «Академия», 2008. 320 с.
7. Электрические измерения: Учебник для вузов / А.В. Фремке, Е.М. Душин. Л.: Энергия, 1990. 390 с.: ил.
Приложение А
Интегральная функция нормального распределения (интеграл Лапласа)
=
|
z |
(z) |
z |
(z) |
z |
(z) |
z |
(z) |
|
|
1,60 |
0,8904 |
2,05 |
0,9600 |
2,58 |
0,9900 |
3,00 |
0,9973 |
|
|
1,62 |
0.9000 |
2,30 |
0,9786 |
2,60 |
0,9907 |
3,20 |
0,9986 |
|
|
1,95 |
0,9488 |
2,33 |
0,9800 |
2,80 |
0,9949 |
3,29 |
0,9990 |
|
|
1,96 |
0,9500 |
2,35 |
0,9812 |
2,81 |
0,9950 |
4,00 |
0,999936 |
|
|
2,00 |
0,9544 |
2,55 |
0,9692 |
2,85 |
0,9956 |
Приложение Б
Распределение Стьюдента (двусторонее)
|
N |
Значение tc при Рd |
|||||
|
0,9 |
0,95 |
0,98 |
0,99 |
0,999 |
||
|
2 |
6,31 |
12,71 |
31,8 |
63,7 |
637,2 |
|
|
3 |
2,92 |
4,30 |
6,96 |
9,92 |
31,6 |
|
|
4 |
2,35 |
3,18 |
4,54 |
5,84 |
12,94 |
|
|
5 |
2,13 |
2,77 |
3,75 |
4,60 |
8,61 |
|
|
6 |
2,02 |
2,57 |
3,36 |
4,03 |
6,86 |
|
|
8 |
1,89 |
2,36 |
3,00 |
3,50 |
5,40 |
|
|
10 |
1,83 |
2,26 |
2,82 |
3,25 |
4,78 |
|
|
12 |
1,80 |
2,20 |
2,72 |
3,11 |
4,49 |
|
|
14 |
1,77 |
2,16 |
2,65 |
3,01 |
4,22 |
|
|
16 |
1,75 |
2,13 |
2,60 |
2,95 |
4,07 |
Значение tc
|
Число степеней свободы k=N-1 |
N |
Доверительная вероятность |
||||
|
0.90 |
0.95 |
0.99 |
0.999 |
|||
|
1 |
2 |
6.3137515148 |
12.7062047364 |
63.6567411629 |
636.619249432 |
|
|
2 |
3 |
2.91998558036 |
4.30265272991 |
9.92484320092 |
31.599054577 |
|
|
3 |
4 |
2.3533634348 |
3.18244630528 |
5.84090929976 |
12.9239786366 |
|
|
4 |
5 |
2.13184678134 |
2.7764451052 |
4.60409487142 |
8.61030158138 |
|
|
5 |
6 |
2.01504837267 |
2.57058183661 |
4.03214298356 |
6.86882663987 |
|
|
6 |
7 |
1.94318028039 |
2.44691184879 |
3.70742802132 |
5.95881617993 |
|
|
7 |
8 |
1.89457860506 |
2.36462425101 |
3.49948329735 |
5.40788252098 |
|
|
8 |
9 |
1.85954803752 |
2.30600413503 |
3.35538733133 |
5.04130543339 |
|
|
9 |
10 |
1.83311293265 |
2.26215716274 |
3.24983554402 |
4.78091258593 |
|
|
10 |
11 |
1.81246112281 |
2.22813885196 |
3.16927266718 |
4.5868938587 |
|
|
11 |
12 |
1.7958848187 |
2.20098516008 |
3.10580651322 |
4.43697933823 |
|
|
12 |
13 |
1.78228755565 |
2.17881282966 |
3.05453958834 |
4.31779128361 |
|
|
13 |
14 |
1.77093339599 |
2.16036865646 |
3.01227583821 |
4.22083172771 |
|
|
14 |
15 |
1.76131013577 |
2.14478668792 |
2.97684273411 |
4.14045411274 |
|
|
15 |
16 |
1.75305035569 |
2.13144954556 |
2.94671288334 |
4.0727651959 |
|
|
16 |
17 |
1.74588367628 |
2.11990529922 |
2.92078162235 |
4.0149963326 |
|
|
17 |
18 |
1.73960672608 |
2.10981557783 |
2.89823051963 |
3.96512626361 |
|
|
18 |
19 |
1.73406360662 |
2.10092204024 |
2.87844047271 |
3.92164582001 |
|
|
19 |
20 |
1.72913281152 |
2.09302405441 |
2.86093460645 |
3.88340584948 |
|
|
20 |
21 |
1.72471824292 |
2.08596344727 |
2.84533970978 |
3.84951627298 |
|
|
21 |
22 |
1.72074290281 |
2.07961384473 |
2.83135955802 |
3.81927716303 |
|
|
22 |
23 |
1.71714437438 |
2.0738730679 |
2.8187560606 |
3.79213067089 |
|
|
23 |
24 |
1.71387152775 |
2.06865761042 |
2.80733568377 |
3.76762680377 |
|
|
24 |
25 |
1.71088207991 |
2.06389856163 |
2.79693950477 |
3.74539861893 |
|
|
25 |
26 |
1.70814076125 |
2.05953855275 |
2.78743581368 |
3.72514394948 |
|
|
26 |
27 |
1.70561791976 |
2.05552943864 |
2.77871453333 |
3.70661174331 |
|
|
27 |
28 |
1.70328844572 |
2.05183051648 |
2.77068295712 |
3.68959171334 |
|
|
28 |
29 |
1.70113093427 |
2.0484071418 |
2.76326245546 |
3.67390640062 |
|
|
29 |
30 |
1.69912702653 |
2.04522964213 |
2.75638590367 |
3.6594050194 |
|
|
30 |
31 |
1.69726089436 |
2.0422724563 |
2.74999565357 |
3.645958635 |
|
|
40 |
41 |
1.68385101139 |
2.021075383 |
2.70445926743 |
3.55096576086 |
|
|
60 |
61 |
1.67064886465 |
2.00029782106 |
2.66028303115 |
3.4602004692 |
|
|
120 |
121 |
1.65765089935 |
1.97993040505 |
2.61742114477 |
3.37345376507 |
|
|
999999.0 |
1000000.0 |
1.64485515072 |
1.95996635682 |
2.57583422011 |
3.29053646126 |
Приложение В
Персональные задания для выполнения лабораторной работы 59
|
Номер варианта (последняя цифра номера зачетной книжки) |
Номера эталонных точек J |
Номера столбцов значений YJI |
Доверительная вероятность РД (изменение пункта 3 алгоритма вычислений) |
|
|
1 |
1-5 |
1,2 |
0,90 |
|
|
2 |
1-5 |
3,4 |
0,95 |
|
|
3 |
1-5 |
5,6 |
0,98 |
|
|
4 |
1-5 |
7,8 |
0,99 |
|
|
5 |
1-5 |
9,10 |
0,999 |
|
|
6 |
1,3,5 |
1-4 |
0,90 |
|
|
7 |
1,3,5 |
5-8 |
0,95 |
|
|
8 |
5,7,9, |
1-4 |
0,98 |
|
|
9 |
5,7,9 |
5-8 |
0,99 |
|
|
0 |
1,5,9 |
1,3,6,9 |
0,999 |
математический погрешность точность информационный
Приложение Г
Исходные данные для оценки класса точности прибора
Номер эталонной точки j = 1, X1 = 1, Y1n = 3,17 Значения Y1i
2.7 3.2 3.5 3.4 3.5 4.4 3.4 3.5 2.9 3.8
3.3 3.5 3.3 3.7 2.0 2.4 2.6 2.9 3.4 2.9
2.8 3.0 2.4 3.3 2.4 3.1 2.5 3.4 3.0 2.7
3.5 2.8 3.1 3.6 3.2 3.2 3.3 4.3 4.3 3.6
3.1 3.1 3.6 2.8 3.4 2.3 4.3 3.9 4.2 2.4
3.7 2.7 3.1 4.1 3.1 3.6 3.6 2.8 3.2 3.7
2.5 3.6 2.4 2.7 3.3 3.5 3.1 4.3 3.2 4.2
4.0 2.9 2.9 2.5 2.7 4.6 2.7 3.3 2.8 2.5
3.1 3.4 3.4 3.7 3.1 4.3 3.4 3.3 3.7 3.6
2.8 3.6 3.9 2.9 2.6 3.2 3.7 3.3 3.1 3.5
Номер эталонной точки j = 2, X2 = 2, Y2n = 6,34 Значения Y2i
6.8 7.2 6.3 7.1 6.3 5.9 6.8 5.4 6.6 6.2
5.9 6.3 5.7 6.5 5.7 7.2 5.8 6.1 7.1 6.0
6.3 6.0 6.8 5.2 6.6 6.4 7.3 6.5 6.8 5.5
6.2 6.6 6.0 6.1 6.5 6.4 5.0 6.3 6.1 5.9
6.7 6.1 6.3 7.9 7.3 6.5 5.7 6.8 5.3 6.1
5.5 7.0 6.7 6.7 6.1 6.4 6.8 6.2 6.8 6.6
6.2 5.4 6.8 6.3 5.7 5.5 6.9 6.2 5.2 7.1
6.4 6.2 6.1 6.0 7.1 6.5 6.1 5.4 6.6 5.9
6.3 5.6 7.3 6.0 6.4 5.7 6.3 6.6 6.0 5.9
6.7 5.8 6.5 6.1 6.4 6.2 6.1 5.7 6.9 6.1
Номер эталонной точки j = 3, X3 = 3, Y3n = 9,51 Значения Y3i
9.3 8.5 10.3 8.9 10.2 9.5 9.3 8.9 9.6 8.7
10.2 10.3 8.1 9.7 9.3 9.1 8.8 9.4 8.0 9.1
9.2 9.6 8.2 9.5 9.4 9.1 8.8 9.0 9.3 9.6
9.3 9.0 9.5 8.9 9.6 10.5 9.7 9.3 8.9 9.4
10.3 9.7 9.3 9.1 10.0 8.7 9.4 9.3 10.1 9.9
9.0 9.9 9.7 9.8 8.8 8.8 9.7 9.3 8.7 9.1
10.3 10.1 9.5 9.1 8.6 9.8 9.7 10.2 9.7 9.5
9.9 9.1 9.2 9.4 9.8 9.0 9.2 8.7 9.7 10.2
8.9 9.2 9.5 10.8 9.1 9.2 10.3 9.7 9.3 9.1
9.7 8.3 8.6 8.7 9.6 9.1 9.3 9.6 9.3 10.1
Номер эталонной точки j = 4, X4 = 4, Y4n = 12,68 Значения Y4н
12.4 11.7 13.1 12.9 12.9 13.0 12.5 12.9 12.5 12.5
13.4 12.2 12.7 12.1 12.5 12.9 12.6 12.9 12.1 13.3
12.5 12.9 13.2 12.1 13.5 12.7 11.6 12.5 13.6 12.5
11.7 12.5 12.6 11.9 12.9 12.6 12.5 11.6 12.9 12.4
12.1 12.1 12.6 12.7 11.9 13.4 12.0 12.7 11.2 12.5
12.5 12.1 12.4 12.4 12.9 13.3 12.6 12.0 12.6 12.3
12.5 12.2 12.4 13.0 12.8 13.1 12.0 12.8 12.9 12.5
12.3 12.2 12.3 12.5 11.7 12.0 12.2 11.5 13.1 12.8
12.7 13.0 12.5 13.3 12.7 12.2 12.4 12.6 12.3 12.8
12.2 12.7 12.9 11.2 12.2 11.8 12.3 13.1 12.3 12.4
Номер эталонной точки j = 5, X5 = 5, Y5n = 15,85 Значения Y5i
15.6 15.2 15.0 15.2 15.7 15.9 15.6 16.1 15.8 15.6
16.0 16.1 14.4 14.8 15.5 15.8 15.2 15.4 14.6 15.0
15.9 15.7 15.8 15.1 15.2 15.6 15.1 15.3 15.3 15.2
14.9 16.0 15.7 15.0 15.6 15.5 15.2 15.8 16.0 15.1
15.6 15.3 15.1 15.7 14.4 16.0 15.8 15.9 15.6 15.9
15.9 15.9 15.9 15.1 16.5 15.2 15.3 15.8 15.3 15.1
15.6 14.6 15.9 15.7 15.8 16.0 16.0 15.2 15.3 15.3
15.7 16.2 16.0 16.3 15.2 15.0 16.1 15.3 14.7 14.6
15.3 14.9 15.5 14.9 15.4 15.6 15.2 15.0 15.7 15.6
14.9 14.7 15.4 15.0 15.8 15.7 16.2 15.1 15.4 15.0
Номер эталонной точки j = 6, X6 = 6, Y6n = 19,02 Значения Y6i
17.4 19.1 18.7 18.8 18.5 18.3 17.9 18.0 18.6 18.7
18.6 18.5 18.5 18.9 18.3 18.8 19.4 19.2 18.3 18.6
18.9 18.4 19.3 18.8 18.7 19.5 18.1 18.6 18.1 18.8
18.4 19.2 19.1 18.9 18.6 18.2 18.5 18.7 19.2 18.9
19.3 18.3 18.4 18.4 19.2 18.3 18.7 18.6 18.0 17.7
18.8 18.0 18.6 17.8 19.2 18.5 18.0 18.1 18.2 19.0
18.4 17.7 18.8 18.3 19.1 18.9 17.9 17.9 18.9 18.0
18.8 18.8 19.4 18.8 18.5 18.6 18.8 18.3 19.3 18.5
18.9 19.0 18.6 19.2 18.9 18.3 18.0 17.7 19.3 18.3
19.1 19.7 18.3 19.1 18.1 17.5 18.4 19.2 19.1 18.9
Номер эталонной точки j = 7, X7 = 7, Y7n = 22,19 Значения Y7i
22.2 21.6 21.0 22.1 21.5 21.8 21.6 22.4 21.5 21.4
21.8 21.8 21.3 21.6 21.3 21.8 21.7 21.4 21.7 21.0
21.1 21.9 21.5 22.0 21.4 22.2 21.5 22.2 21.7 20.8
21.4 22.2 21.6 22.0 21.5 22.4 22.0 21.6 21.6 22.0
21.9 21.2 21.7 21.3 21.9 21.5 21.5 22.2 21.9 22.0
21.9 22.1 21.1 22.0 22.0 21.2 22.4 22.1 22.6 21.8
22.2 21.1 21.9 21.8 21.5 21.8 21.3 21.4 22.0 22.4
22.0 22.1 21.1 22.0 21.0 22.2 22.2 21.9 22.3 21.7
21.5 21.4 20.9 21.5 22.1 21.9 22.1 22.1 21.5 21.3
21.9 21.1 22.3 21.7 22.0 21.5 22.5 22.3 21.8 21.7
Номер эталонной точки j = 8, X8 = 8, Y8n = 25,36 Значения Y8i
24.6 24.5 25.5 24.4 24.7 25.3 25.5 25.0 24.9 24.1
25.0 24.3 25.1 25.7 25.7 24.7 24.5 24.3 25.2 24.1
24.9 24.3 25.2 24.3 26.1 25.5 25.5 25.3 25.0 24.7
25.4 25.1 24.2 24.9 24.8 24.9 25.2 24.9 24.8 25.1
24.4 24.8 25.6 24.6 25.6 25.6 25.6 24.6 24.7 24.9
24.6 24.6 25.2 24.5 25.2 25.2 25.7 25.7 25.1 24.8
25.4 24.6 25.0 25.3 24.7 25.4 24.5 25.7 25.4 25.6
24.7 25.3 25.2 25.5 25.5 25.6 25.0 24.9 24.5 25.2
24.8 24.9 25.8 24.0 25.3 25.0 24.4 24.7 25.2 25.7
25.3 25.6 24.9 24.8 25.2 24.1 25.0 25.1 25.4 25.0
Номер эталонной точки j = 9, X9 = 9, Y9n = 28,53 Значения Y9i
28.2 28.5 28.1 28.0 28.6 28.4 28.4 28.6 28.3 28.8
28.8 28.7 28.1 28.1 28.2 27.9 27.8 28.7 28.6 27.9
27.8 28.4 28.4 28.3 27.9 29.0 28.4 28.0 28.0 27.5
28.0 27.7 28.3 28.1 29.0 27.9 28.8 28.3 28.4 27.9
28.3 28.4 29.0 28.9 28.3 29.0 28.5 28.2 28.4 28.0
27.8 28.0 28.4 28.6 28.8 28.2 27.7 28.2 28.5 27.0
28.2 27.9 28.3 28.0 28.1 28.1 28.6 28.3 28.5 29.8
28.6 27.7 28.2 28.6 28.9 27.7 28.3 27.9 28.8 29.8
28.4 29.0 29.0 28.9 28.7 28.5 28.8 28.2 27.8 28.6
28.3 28.6 28.5 28.2 28.2 27.8 27.7 29.3 28.8 28.1
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет допускаемых абсолютных и относительных погрешностей измерения тока миллиамперметром. Оценка класса точности, стандартных пределов измерения напряжения вольтметром. Расчет инструментальной погрешности показаний магнитоэлектрического миллиамперметра.
контрольная работа [33,3 K], добавлен 24.04.2014Нахождение среднего арифметического значения выходного напряжения в каждой точке входного сигнала. Построение экспериментальной статической характеристики преобразователя. Расчет погрешности гистерезиса и класса точности измерительного преобразователя.
курсовая работа [861,5 K], добавлен 06.03.2012Обработка результатов прямых равноточных и косвенных измерений. Нормирование метрологических характеристик средств измерений классами точности. Методика расчёта статистических характеристик погрешностей в эксплуатации. Определение класса точности.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.06.2019Использование универсального оборудования и приспособления для производства пружин сжатия первого класса точности из материала второй группы. Расчет суммарной погрешности упругой характеристики. Маршрутный технологический процесс изготовления пружины.
курсовая работа [100,5 K], добавлен 19.09.2012Расчет размерной цепи методом полной, неполной и групповой взаимозаменяемости. Определение суммарной погрешности при фрезерной обработке и погрешности базирования детали. Исследование точности выполнения обработки с помощью кривых распределения.
курсовая работа [526,4 K], добавлен 20.12.2013Анализ аналогов шлифовальных станков для профилирования инструмента. Определение класса точности, режимов резания, ресурса точности, толщины стенки корпуса, времени безотказной работы станка, радиального биения шпинделя. Модули станочного конфигуратора.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.10.2013Оценка погрешностей результатов прямых равноточных, неравноточных и косвенных измерений. Расчет погрешности измерительного канала. Выбор средства контроля, отвечающего требованиям к точности контроля. Назначение класса точности измерительного канала.
курсовая работа [1002,1 K], добавлен 09.07.2015Необходимость создания комплекса по поверке вольтметров высокого класса точности, этапы разработки. Анализ предметной области. Методика проведения поверки. Среда программирования, разработка интерфейса и формирование отчета. Экономический эффект проекта.
презентация [1,9 M], добавлен 10.07.2012- Разработка требований по обеспечению взаимозаменяемости соединений узла планетарного редуктора В-150
Расчеты посадок цилиндрического, резьбового, шпоночного соединений планетарного редуктора. Определение исполнительных размеров калибров и скоб для измерения точности посадочных поверхностей. Подбор класса точности для зубчатого колеса, подшипника.
курсовая работа [793,1 K], добавлен 02.01.2014 Выбор магнитоэлектрического вольтметра или амперметра со стандартными пределами измерения и классом точности. Расчет доверительных границ суммарной погрешности результата измерения, случайной погрешности при обработке результатов косвенных измерений.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 19.06.2012
