Чувствительность преобразователя - это, как правило, именованная величина с разнообразными единицами, зависящими от природы входной и выходной величин. Для реостатного преобразователя единица чувствительности - Ом/мм, для термопары - мВ/К, для фотоэлемента- мкА/лм, для двигателя - об/(с-В) или Гц/В, для гальванометра - мм/мкА и т. д.

Чувствительность измерительного прибора, состоящего из последовательного ряда измерительных преобразователей, определяется произведением чувствительностей всех преобразователей, образующих канал передачи информации. Чтобы это наглядно пояснить, ргс-смотрим прибор (рис. 1-1) для измерения и регистрации быстрых линейных перемещений, состоящий из датчика, измерительного неравновесного моста, усилителя и вибратора магнитоэлектрического осциллографа. Пуст датчик при воздействии на него измеряемого перемещения 1 мм изменяет свое сопротивление на 1 % начального значения. Тогда его чувствительность 5д = 1 % /мм. Датчик включен в мост, который при X = О уравновепген. При отклонении X от О мост выхо-

100м,Г

Рис. 1-1

дит из равновесия, и на его выходе возникает напряжение. Если при изменении сопротивления датчика на 1 % на выходе моста появляется напряжение 10 мВ, то чувствительность моста равна S„ = 10 мВ/%. Вт.тхтттпг паппяжгттцс лтпгтя птягтгя пя выхт усилителя, и сслп чувствительность усилителя составляет су = iu мА/мЬ, то выходной ток усилителя, поступающий в вибратор осциллографа, будет равен JUU МА. при чувствительности виоратора г>„ - I мм;мА этот ток вызовет отклонение луча вибратора на 100 мм. Таким образом, результирующая чувствительность приоора оудет равна S = S,SSy,Sв = = 1 %/мм-10 мВ/%-10 мА/мВ-1 мм/мА = 100 мм/мм.

Понятия реальной и номинальной характеристик и погрешности измерительного преобразователя. При градуировке серии однотипных преобразователей оказывается, что их характеристики несколько отличаются друг от друга, занимая некоторую полосу. Цоэтому в паспорте измерительного преобразователя приводится некоторая средняя характеристика, называемая номинальной. Разности между номинальной (паспортной) и реальной характеристиками преобразователя рассматриваются как его погрешности.

Систематические, прогрессирующие и случайные погрешности измерительных преобразователей. Систематическими называются погрешности, не изменяющиеся с течением времени или являющиеся не изменяющимися во времени функциями определенных параметров. Основное свойство систематических погрешностей состоит в том, что они могут быть почти полностью устранены введением соответствующих поправок.

Особая опасность постоянных систематических погрешностей заключается в том, что их присутствие чрезвычайно трудно обнаружить. В отличие от случайных, прогрессирующих или являющихсяфункциями определенных параметров погрешностей постоянные систематические norpeujHOCTH внешне себя никак не проявляют и могут долгое время оставаться незамеченными. Единственный способ их обнаружения состоит в поверке нуля и чувствительности путем повторной аттестации прибора по образцовым мерам.

Примером второго вида систематических погрешностей служит большинство дополнительных погрешностей, являющихся не изменяющимися во времени функциями вызывающих их влияющих величин (температура, частота, напряжение и т. п.). Эти погрешности благодаря постоянству во времени функций влияния также могут быть скорректированы введением дополнительных корректирующих преобразователей, воспринимающих влияющую величину и вводящих соответствующую поправку в результат преобразования основного преобр азов ател я.

Прогрессирующими называются погрешности, медленно изменяющиеся с течением времени. Эти погрешности, как правило, вызываются процессами старения тех или иных деталей аппаратуры (разрядка источников питания, старение резисторов, конденсаторов, деформация механических деталей, усадка бумажной ленты в самопишущих приборах и т. д.). Особенностью прогрессирующих погрешностей является то обстоятельство, что они могут быть скорректированы без выяснения вызвавших их причин введением поправки, но лишь в данный момент времени, а далее вновь монотонно возрастают. Поэтому в отличие от систематических погрешностей прогрессирующие погрешности требуют непрерывного повторения коррекции, и тем более частого q<-v \f"pr жрятрчмтп ITV пстатпчтщг пячсптгг. Лругая особенность прогрессирующих погрешностей состой! в юм, чю с ючки прения трппии вероятностей их изменение во времени представляет собой ppf.T-3.".oH3t"<,.fj пплпргг н HP \1г>жрт пыть описано в рамках хиииши разработанной теории стационарных процессов.

Случайными называются неопределенные ни своему значению или недостаточно изученные погрешности, в появлении различных значений которых нам не удается установить какой-либо закономерности. Они определяются сложной совокупностью причин, трудно поддающихся анализу. Их частные значения не могут быть предсказаны, а для всей их совокупности может быть установлена закономерность лишь для частот появления их различных значений. Присутствие случайных погрешностей (в отличие от систематических) легко обнаруживается при повторных измерениях в виде некоторого разброса ре-3}/льтатов. В подавляющем большинстве случаев процесс появления случайных погрешностей есть стационарный случайный процесс. Поэтому размер случайных погрешностей характеризуют указанием закона" распределения их вероятностей или указанием параметров этого закона, разработанных в теории вероятностей и теории информации.

Так как большинство составляющих погрешности реальных прибо-

ров проявляется именно как случайные, то их вероятностное описание, а на его основе и информационное описание служат основным научным методом теории погрешностей.

Однако всегда надо \шетъ в виду, что разделение погрешностей на систематические, прогрессирующие и случайные представляет собой лишь прием их анализа. В действительности же все эти три составляющие проявляются совместно и образуют единый нестационарный случайный процесс.

1-2. ОЦЕНКИ СЛУЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (НЕОБХОДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ)

Квантильные оценки случайной погрешности. Площадь, заклю ценная под кривой плотности распределения (рис. 1-2), согласно правилу нормирования, равна единице, т. е. отражает вероятность Bces возможных событий. Эту площадь можно разделить на некоторые части вертикальными линиями. Абсциссы таких линий называются

р(сс)

квантилями. Так, х = % на рис. 1-2 есть 5%-ная квантиль, так как площадь под кривой р (х) слева от нее составляет 5% всей площади, а справа - 95%. Соответственно значения х, х, Xi и 5 на рис. 1-2 - 10%-ная, "С- 50%-ная, 90%-ная и 95%-ная

квантили и могут быть обозначены как Х.2 = Xo.io. Ч = Хо,ъо, = Хо.о и х = Xq.os- Интервал значений х между г, = Vn!-- и r.-=v, оуратыв.чег Пп ьсел вилмижных значении случайной величины и называется интерквантильным промежутком с 90%-ной ловепитепьной вепочтно-с1ью г,, tiu протяженность равня о,о = с,&; - Си.,- Интеркрзн-тильный промежуток do.s = -"о.э - -"0,1 и включает в себя 80% всех воз.можных значений случайной величины и т. д.

На основании такого подхода вводится понятие квантильных оценок погрешности, т. е. значений погрешности с заданной доверительной вероятностью P„ как границ отрезка ±Дд == ±dJ2, на протяжении которого встречается Рд процентов всех значений погрешности, а (1 - Рд) процентов общего числа наблюдений оказываются за границами этого интервала.

Так как квантили могут быть любыми, то при сообщении доверительного значения погрешности Ад должно обязательно одновременно указываться и значение доверительной вероятности Рд, т. е. вероятности того, что модуль фактической погрешности будет не больше значения Ад. Следовательно, такая оценка случайной погрешности есть указание ее «максимального» значения с заданно;! доверительной вероятностью.

Значения Рд чаще всего выбираются равными 0,5; 0,8; 0,9 или 0,95. Доверительная погрешность при Рд = 0,5 общепринята в артиллерии