Министерство Образования Российской Федерации Санкт-Петербургский Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения Курсовая работа по метрологии «Анализ метрологических характеристик» Факультет Радиотехники, электроники и связи Специальность Группа Выполнил: студент Зачтено: Преподаватель В.Ф. Санкт-Петербург 2004 СОДЕРЖАНИЕ Введение … 3 Схема изделия, состав, принцип действия …. 4 Генерация выборок … 5 Описание методов генерации выборок … 5 Приведением выборок … 6 Первичная обработка результатов измерений … 8 Расчёт с помощью метода моментов оценок математического ожидания и дисперсии 8 Анализ наличия результатов, которые содержат грубые погрешности или промахи …. 9 Переход к интервальным рядам … 10 Построение гистограммы, полигона и эмпирической функции распределения ……… 10 Определение интервальных оценок … 15 Гипотезы и их проверки …. 16 Проверка гипотезы о равенстве точности измерений …. 16 Проверка гипотезы о равенстве средних … 17 Гипотезы о тождественности эмпирического и теоретического законов …. 19 - Критерий Пирсона 2 … 19 - Критерий Колмогорова … 20 Нахождение процента выхода годных для изделий …. 22 Расчет суммарной погрешности измерения … 22 Выводы … 23 Список литературы …. 23 Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление. Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов.
Достоинства этого переключателя - высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки - постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.
Если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Возникающая поперечная ЭДС может иметь напряжение только на 3 В меньше, чем напряжение питания. Рассмотрим полупроводниковую пластинку размером 5х5 мм (см. рис поз.а). Если по пластинке между двумя параллельными сторонами пропустить ток и одновременно поднести к ней постоянный магнит, а к двум другим сторонам квадрата подсоединить провода, то получим генератор Холла (рис поз.б). Если между магнитом и полупроводником поместить перемещающийся экран с прорезями, получим импульсный генератор Холла. Принцип действия генератора Холла: а - нет магнитного поля, по полупроводнику протекает ток питания - АВ; б - под действием магнитного поля - Н появляется ЭДС Холла - ЕF; в - датчик Холла Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны - постоянный магнит.
В щель датчика входит стальной цилиндрический экран с прорезями.
При вращении экрана, когда его прорези оказываются в щели датчика, магнитный поток воздействует на полупроводник с протекающим по нему током и управляющие импульсы датчика Холла подаются в коммутатор, в котором они преобразуются в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания.
Проверку датчика Холла проще всего производить заменой на заведомо исправный, но можно воспользоваться и обыкновенным вольтметром (тестером). У исправного датчика Холла вольтметр, включенный на измерения постоянного напряжения и подключенный к выходу датчика, по мере вращения вала датчика-распределителя должен резко менять показания от примерно 0,4В до величины, не более чем на 3 В отличающейся от напряжения питания. Схема изделия, состав, принцип действия В цехе выпускается изделие – средство измерения, состоящее из следующих частей: Д- первичный датчик (покупное изделие); У- масштабирующий усилитель (изготавливаемое изделие); АЦП- анологово – цифровой преобразователь (покупное изделие); ЦОУ- цифровое отсчётное устройство; ИСН- источник стабилизированного напряжения. Сигналы: Х- входная измеряемая величина, Uд - напряжение на выходе первичного датчика; Uу- напряжение на выходе усилителя; Uп- цифровой сигнал на выходе АЦП. За смену выпускается партия изделий.
Во время смены случайным образом отбирают n изделий и проводят их комплексные испытания, по результатам которых определяют метрологические характеристики и делают заключение о качестве изделия и технологического процесса. Коэффициент усиления для масштабирующего усилителя определяется по результатам испытаний.
Точное значение ку с допустимой погрешностью mкк. Однако из – за несовершенства оборудования технологии изготовления, ошибок персонала, ку принимает статистический разброс.
Теоретически установлено, значение выходного напряжения у датчика и усилителя распределено по нормальному закону со среднеквадратическим отклонением (СКО) к. У датчика измеряется максимальное выходное напряжение Uд, значение которого теоретически распределено по нормальному закону с математическим ожиданием mд и погрешностью в виде СКО д. Для аналого – цифрового преобразователя напряжения закон распределения погрешности треугольный (Симпсона) при максимальном её значении m. Поскольку в процессе производства изнашивается оборудование или оно настраивается и обслуживается недостаточно квалифицированно, меняется исходное сырьё и параметры приобретаемых элементов, то указанные статистические параметры «уходят». Их уход необходимо устранить подстройкой оборудования – внести коррекцию.
Это в наибольшей мере касается масштабирующего усилителя.
Для определения необходимости подстройки оборудования используют две выборки изделий, полученные в разное время.
Оценки основных параметров, найденные из этих выборок, определяются как mк1*=к1* m*к, *к1=к1*к* и mк2*=к2* m*к, *к2=к2*к*, где к1 и к2 – поправочные коэффициенты, задаваемые для определения оценок.
Генерация выборок
При измерениях генеральная совокупность – непрерывная случайная величи... Множество значений случайной величины, полученное в результате наблюде... Объясняется это тем, что во многих случаях погрешность измерения образ... 2) Равномерный закон распределения. Приведение выборок 1) Генерация выборки для датчика.
Первичная обработка результатов измерений К первичной обработке результатов наблюдений относят такие операции как сортировка и уплотнение данных, обработка грубых, аномальных результатов и определение эмпирической функции распределения.
Расчёт с помощью метода моментов оценок математического ожидания и дис... Оценка находится путём приравнивания моментов генеральной совокупности... 3) Для сомнительного результата xi вычисляют критерий Стьюдента: где t... 4) По таблице находят значение интеграла вероятности (функции Лапласа)... 6) Если неравенство 1-2*Ф(t)< выполняется, то xi содерж...
Переход к интервальным рядам. Построение гистограммы, полигона и эмпирической функции распределения ... Для этого вариационный ряд необходимо разбить на N интервалов. Построе...