Разработка методики метрологического контроля системных средств измерений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат технических наук Тарасов, Сергей Николаевич

• Тарасов, Сергей Николаевич
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тарасов, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. Современное состояние и перспективы развития метрологического контроля ИИС. II

1.1. Основные цели и задачи МК в проблеме

МО агрегатных ИИС. II

1.2. Классификация и анализ методов метрологического контроля.

1.3. Обзор существующих методов выбора контролируемых точек в диапазоне измерений СИ.

1.4. Формулировка задач исследований.

Выводы по разделу 1.

2. Исследование задачи оптимальной регулировки и выбора контролируемых параметров при метрологическом контроле системных СИ.

2.1. Построение и анализ модели погрешности преобразования в диапазоне измерений системных СИ.

2.2. Оптимальная регулировка системных СИ.

2.3. Сущность, основные цели и задачи активных метрологических испытаний системных СИ.

2.4. Выбор числа поверяемых точек в диапазоне измерений для оценки параметров моделей СХП и погрешности преобразования при проведении активных метрологических испытаний.

2.5. Методика проведения и обработки результатов активных метрологических испытаний системных СИ.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Тарасов, Сергей Николаевич

Основные результаты исследований, полученные в работе, можно сформулировать в следующем виде.

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований характеристик погрешности системных СИ предложен способ оптимальной регулировки, обеспечивающий минимизацию погрешности преобразования и повышение метрологической надежности указанных СИ.

2. В результате выполнения исследований по установлению регрессионных зависимостей между составляющими полученной модели погрешности и значениями погрешности в "начале" и "конце" диапазона измерений системных СИ доказана принципиальная возможность выбора, в качестве контролируемых параметров при организации процедур МК в процессе производства и эксплуатации, двух значений погрешности в "начале" и "конце" диапазона измерений системных СИ одного типа при условии предварительного установления указанных зависимостей*

3. Проведенные теоретические исследования позволили разработать методику активных метрологических испытаний системных СИ, которая может служить основой для автоматизации таких трудоемких работ при выпуске системных СИ, как настройка, регулировка, первичная поверка и т.д., обеспечивая повышение производительности труда и качества изготовления продукции. Методика позволяет получить непосредственные рекомендации по практическому осуществлению оптимальной регулировки системных СИ, а также установить регрессионные зависшлости составляющих модели погрешности от значений погрешности в "начале" и "конце" диапазона измерений, которые используются при организации процедур МК.

4. Результаты экспериментальных исследований характеристик погрешности вторичных измерительных преобразователей по разработанной методике проведения активных метрологических испытаний и реализация предложенного способа оптимальной регулировки обеспечили снижение погрешности преобразования по диапазону измерений в среднем в 1,6 раза.

5. Проведенные длительные экспериментальные исследования временных изменений характеристик погрешности вторичных измерительных преобразователей показали эффективность разработанной методики, и в частности, характер процессов временных изменений характеристик погрешности при оптимальной регулировке не ухудшается по сравнению с традиционной регулировкой, следовательно, с учетом полученного запаса по точности и в совокупности с меньшей дисперсией процессов временных изменений характеристик погрешности, повышается метрологическая надежность и качество функционирования указанных системных СИ.

6. Разработан алгоритм оценки и прогнозирования характеристик погрешности системных СИ, предназначенный для применения в процедурах метрологического контроля в процессе эксплуатации, использующий, в качестве исходной информации, временные изменения предложенных контролируемых параметров, что, в свою очередь, позволяет повысить производительность процедур и снизить затраты на аппаратурную реализацию средств МК.

Практическое использование результатов диссертационной работы заключается во внедрении разработанной методики проведения и обработки результатов активных метрологических испытаний ВИП агрегатных ИЙС с приложением соответствующего комплекса машинных программ в НПО "Буревестник", о чем свидетельствуют приведенные в приложении документы с указанием годового экономического эффекта 30 тыс. руб.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров электрических сигналов и цепей", (Пенза, 1981 г.);

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение долговечности и надежности машин и приборов", (Куйбышев,1981);

- на Ленинградском городском семинаре комитета электрических преобразователей физических величин НТО "Приборпром" г. Ленинграда, (Ленинград, 1982 г.);

- на У1 Всесоюзной научно-технической конференции "Информационно-измерительные системы -83 (ИИС-83)",(Куйбышев,1983);

- на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЛЭТИ им. В.И.Ульянова /Ленина/, (Ленинград, 1982,1983 гг.).

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ: /47,59,71,100,101,102/. I статья находится в печати.

За оказанное содействие и помощь при работе над диссертацией автор приносит искреннюю благодарность и выражает глубокую признательность д.т.н., профессору Е.А.Чернявскому, д.т.н., профессору Э.И.Цветкову, к.т.н., доценту Р.В.Долидзе, к.т.н., В.Г.Феоктистову и коллективу кафедры ИИТ ЛЭТИ им. В.И. Ульянова /Ленина/.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертационной работе теоретические и экспериментальные исследования позволили решить поставленные задачи, связанные с поиском резервов в повышении метрологической надежности, качества функционирования, эффективности использования системных СИ в составе ИИС, а также с совершенствованием методов и повышением производительности МК при рациональном выборе контролируемых параметров для оценки характеристик погрешности системных СИ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тарасов, Сергей Николаевич, 1984 год

1. Материалы ХХУТ съезда КПСС,- М. : Политиздат, 1981.

2. Певзнер Г.С. и др. Агрегатирование в электроприборостроении/ Г.С.Певзнер, Э.И.Цветков, М.Б.Цодиков.- М.: Эйергия, 1981.-(Электроизмерительные приборы; Вып. 23) 176 с.

3. ГОСТ 8.009-72. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.- М.: Изд-во стандартов, 1981.

4. PIM 25.159-74. Методика определения погрешности средств измерений в нормальных условиях.

5. РТМ 25.160-74. Методика контроля характеристик погрешности средств измерений в нормальных условиях.

6. РТМ 25.193-75. Средства измерений ГСП. Определение характеристик погрешности, отражающих действие влияющих величин.

7. РТМ 25.194-75. Средства измерений ГСП. Контроль характеристик погрешности, отражающих действие влияющих величин.

8. РТМ 25.191-75. Средства измерений и автоматизации ГСП. Определение динамических характеристик.

9. РТМ 25.192-75. Методика контроля динамических характеристик изделий ГСП.

10. ГОСТ 1.25-76. Метрологическое обеспечение. Основные положения.- М.: Изд-во стандартов, 1981.

11. ГОСТ 8.437-81. Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения.- М.: Изд-во стандартов, 1982.

12. Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем.-(Обзорная информация).- М.: ВНИИКИ, 1975.- 68 с.

13. Солопченко Г.Н. Методы экспериментального контроля и определения MX блоков ИИС.- В кн.: Измерительные информационные системы, т. I.- Кишинев, 1975.- с. 68-69.

14. Братин A.A., Семенюк А.Л., Храмов A.B. Содержание и порядок выполнения работ по созданию аппаратуры для испытаний, аттестации и поверки ИИС.- В кн.: Метрологическое обеспечение ИИС и их компонентов.- M., 1978.- с. 23-28.

15. Коновалов Д.А., Шварев В.И. Некоторые вопросы метрологического обеспечения измерительных информационных систем.- В кн.: Измерительные информационные системы и ИВК.- Л., 1978.- с. 50-57.

16. Удовиченко Е.Т., Браилов Э.С., Пинчевский А.Д. Основные проблемы метрологического обеспечения измерительных и управляющих систем.- В кн.: Метрологическое обеспечение измерительных и управляющих систем.- Львов, 1979.- с. 3-8.

17. Векслер М.С., Модягин И.В., Попова М.В., Фролова М.Н. Основные направления развития метрологического обеспечения электроизмерительной техники.- Приборы и системы управления, 1981, № 3, с. 17-19.

18. ГОСТ 23.222-78. Средства измерений и автоматизации ГСП. Нормируемые метрологические и точностные характеристики.-М.: Изд-во стандартов, 1979.

19. РТМ 25.140-74. Рекомендации по выбору алгоритма измерения статистических характеристик и его параметров.

20. РТМ 25.144-74. Измерительные информационные системы для автоматизации и исследования технологических процессов. Нормируемые метрологические характеристики. Методы и средства экспериментального определения.

21. ГОСТ 22.317-77. Средства агрегатные информационно-измерительных систем. Общие требования к комплексам нормируемых метрологических характеристик.- М.: Изд-во стандартов, 1978.

22. FEM 25.248-76. Расчет характеристик погрешности передачи измерительной информации по линии связи.

23. МИ 222-80. Методика расчета метрологических характеристик измерительных каналов информационно-измерительных систем по метрологическим характеристикам компонентов.- М.: Изд-во стандартов, 1981.

24. МИ 162-78. Организация и порядок проведения метрологической аттестации.- М.: Изд-во стандартов, 1979.

25. МИ 190-79. Анализ состояния метрологического обеспечения ИИС и АСУ Щ в отраслях народного хозяйства. Методика.- М.: Изд-во стандартов, 1980.

26. МИ 202-80. Метрологические характеристики измерительных систем. Принципы регламентации и контроля. Основные положения.- М.: Изд-во стандартов, 1981.

27. МИ 280-80. Методика контроля MX ИИС встроенными средствами контроля.- М.: Изд-во стандартов, 1980.

28. ГОСТ 16263-70. Метрология. Термины и определения.- М.: Изд-во стандартов, 1971.

29. ГОСТ 16504-81. Испытания и контроль качества продукции.- М.: Изд-во стандартов, 1982.

30. Исаев Л.К., Черноярский A.A., Земельман М.А. и др. Метрологические аспекты испытаний и контроля.- Измерительная техника, 1981, И* 3, с. 12-15.

31. Тарбеев Ю.В., Безикович А.Я., Кустарев A.C. и др. Основные направления комплексной автоматизации поверочных работ.-Измерительная техника, 1976, № 3, с. 63-65.

32. Диденко К.И., Шандрин И.С. и др. Автоматизация поверки комплексов контроля и управления, построенных на основе КТО ЛИУС.- Измерительная техника, 1976, Р 3, с. 66-67.

33. Безикович А.Я., Прицкер В.И., Зскин С.П. Автоматизация поверки электроизмерительных приборов.- Л,: Энергия, 1976.216 с.

34. Гершкович B.C. Автоматизация обработки результатов поверки средств измерений.- Измерительная техника, 1976, Р 3, с. 6770.

35. Некрасов Ю.Д. Основные принципы создания автоматизированной системы сбора, обработки и отображения информации для поверочных работ.- Измерительная техника, 1976, № 3, е. 70-72.

36. Бочковский Е.И., Барбаш С.Н. и др. Автоматизированная система обработки информации о результатах поверок.- Измерительная техника, 1976, № 3, с. 72-73.

37. Алексеев С.Г., Гельман М.М., Котюк А.Ш. Система машинной обработки измерительной информации в эталонных и поверочных установках.- Измерительная техника, 1976, № 3, с. 73-74.

38. Смирнов А.Н., Сечко Г.В. Алгоритм автоматической поверки цифровых вольтомметров.- Измерительная техника, 1976, № 3, с. 75-77.

39. Братин A.A., Храмов A.B., Семенюк А.Л. Системы встроенного контроля MX ИИС.- В сб.: Проблемы метрологического обеспечения СОИИ.- М., 1976, с. 59-60.

40. Климович E.H., Зиненко Г.М., Храмов A.B. Алгоритмы обработки информации при автоматизированном контроле статических MX АЦП в ИИС.- В кн.: Метрологическое обеспечение ИИСи их компонентов.- М., 1978, с. 49-57.

41. Удовиченко Е.Т. Проблемы автоматизации поверочных работ.-Измерительная техника, 1980, W- 4, с. 16-18.

42. Гончаров И.В. Контроль MX каналов измерительных систем по заданным алгоритмам.- В кн.: Метрология, качество, надежность и стандартизация в электроизмерительной технике.- Л., 1978, с. 68-73.

43. Прянишников В.А., Губанова Т.Н. Автоматизация контроля MX быстродействующих ИИС в условиях эксплуатации.- Изв. вузов СССР "Приборостроение", 1981, т. 24, W 7, с. 16-21.

44. ГОСТ 8.438-81. Системы информационно-измерительные. Поверка. Общие положения.- М.: Изд-во стандартов, 1982.

45. ГОСТ 8.375-80. Нормативно-технические документы по методам и средствам поверки. Классификация, требования к выбору и разработке.- М.: Изд-во стандартов, 1981.

46. Немировский A.C., Волконский В.А. Выбор числа поверяемых точек на шкале прибора.- Измерительная техника, 1961, № I, с. 5-10.

47. Немировский A.C. Вероятностные методы в измерительной технике.» М.: йзд-во стандартов, 1964.

48. Шилов A.M. Выбор поверяемых точек при автоматической поверке средств измерений.- Измерительная техника, 1981, Р 6,с. 7-8.

49. Браилов Э.С. и др. Методы оценки метрологических характеристик ИИС.-(Обзорная информация), серия: Метрологическое обеспечение измерений.- М.: ВНИИКИ, 1979, вып. I.

50. Резник К.А. Выбор числа поверяемых точек в диапазоне измерений.« Метрология, 1980, № 3, с. 7-13.

51. Данилевич C.B. Построение рациональных методик поверки СИ с помощью метода имитационного моделирования.- Метрология, 1980, № 5, с. 10-18.

52. Карташева А.Н. Достоверность измерений и критерии качества испытаний приборов.- М.: Изд-во стандартов, 1967.

53. Коротков В.П., Тайц Б.А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств.- М.: Изд-во стандартов, 1978.

54. Лисенков А.И. Метод выбора поверяемых отметок.- Измерительная техника, 1981, № 4, с. 14-15.

55. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных/ Пер. с англ. под ред. З.К.Лецкого.- М.: Мир, 1980.- 610 с.

56. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента/ Пер.с англ.- М.: Мир, 1981.- 520 с.

57. Долидзе Р.В., Тарасов С.Н. Оптимальная регулировка вторичных измерительных преобразователей.- Изв. вузов СССР -"Приборостроение", 1983, т. 26, № 7, с. 11-14.

58. Математическая теория планирования эксперимента/ Под ред. С.М.Ермакова.- М.: Наука, 1983.- 392 с.

59. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул.- М.: Высшая школа, 1982.- 224 с.

60. Налимов В.В», Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов.- М.: Наука, 1965.

61. Налимов В.В. Теория эксперимента.- М.: Наука, 1971.

62. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента.- М.: Наука, 1971.

63. Rao C.R. Estimation of paaametess in a Pineas mode 2. — Ann. Statist., 1976,4, p. -1023- -1037.

64. Hie fez J., Wolfowitz J. Optimum designes Ln aegaesslon püoßBems.- Ann. Math. Statist.,-1959,30, p. 27. 294.

65. Тарбеев Ю.В., Иванов B.H., Новицкий П.В. Научно-технические перспективы обеспечения метрологической надежности средств измерений.- Измерительная техника, 1982, W- 5, с. 17-19.

66. Четвертаков С.А. Планирование исследовательских испытаний средств измерений с линейным дрейфом параметров на долговременную стабильность.- Метрология, 1981, № 10, с. 3-10.

67. Рожнова Т.И. Определение состояния метрологических характеристик аналоговых блоков ИИС в процессе эксплуатации.- Изв. вузов СССР "Приборостроение", 1979, № 9, с. 17.

68. Штеренберг М.И. Обзор методов формализации изменения метрологических характеристик во времени.- В кн.: Метрологическое обеспечение средств электроизмерительной техники.- Л.: БНИИЗП, 1978, с. I05-II4.

69. Лоран П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация.- М.: Мир, 1975.496 с.

70. Кендалл М., Стюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды.- М.: Наука, 1976.

71. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление.- М.: Мир, 1974, Вып. I, 2.

72. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.-М.: Мир, 1973.- 957 с.

73. Брандт 3. Статистические методы анализа наблюдений.- М.: Мир, 1975.- 312 с.

74. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов.- М.: Мир, 1976.- 775 с.

75. Мудров В.И., Кушко В.Л. Методы обработки измерений.- М.: Сов. радио, 1976.- 192 с.

76. Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессия*- М.: Финансы и статистика, 1981.- 302 с.

77. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений.- М.: Наука, 1968.

78. Кендэл М. Временные ряды/ Пер. с англ. и предисл. Ю.П.Лука-шина.- М.: Финансы и статистика, 1981,- 199 с.

79. Чуев Ю.В., Михайлов Ю.Б., Кузьмин В.И. Прогнозирование количественных характеристик процессов.- М.: Сов. радио, 1975.- 400 с.

80. Таблицы математической статистики. Болыпев Л.Н., Смирнов

81. Н.В.- M.: Наука,1983.- 416 с.

82. Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования,- М.: Статистика, 1977.

83. Спейрис Ю.П. Прогнозирование метрологической надежности промышленных приборов по постепенным отказам при помощи многократных поверок.- Измерительная техника, 1972, IP 7.

84. Ивахненко А.Г., Лапа В.Г. Предсказание случайных процессов.-Киев: Наукова думка, 1971.- 416 с.

85. Бессонов А.А. Прогнозирование характеристик надежности автоматических систем.- Л.: Энергия, 1971,- 151 с.

86. Андронов A.M., Владимиров Н.й. Оценка и прогнозирование надежности при постепенных отказах.- Автоматика и вычислительная техника, 1969, № 5.

87. Тюков Б.В. Метод расчета надежности средств измерений по постепенным отказам.- Метрология, 1982, Р I, с. 3-9.

88. Шабалин А.Н. Об одной математической модели процесса экспериментальной отработки технических систем.- Надежность и контроль качества, 1981, № II, с. 50-55.

89. Лучино А.И. Оценка качества и индивидуальное прогнозирование долговечности высоконадежных изделий по их информативным параметрам.- В кн.: Физика отказов.- M.: 1981, с. 148158.

90. Хеврунин И.С. Об оценке точности прогноза при индивидуальном прогнозировании отказов элементов системы.- Надежность и контроль качества, 1981, № 2, с. 3-9.

91. Du-S&ln J. Estimation of pcfsameteas In "time-seriessecession modeP. J.R. Statist. Soc., -I960, B, 22, p. 139.94. bfcov/n R.û. Smoothing Forecasting awl Predictionof discrete "Time seules.- M-Y. Prentice HaEE, 4963.

92. Lav/Üess J.p On Psed-ictlon of Su^vlVaü Time fa£ IncUvi. cLaaP Systems.- IEEE, T^ans. on Retia&itity, <974, N2 4, p. 235-244.

93. Гнеденко Б.В. и др. Математические методы в теории надежности.- М.: Наука, 1965.- 524 с.

94. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.-М.: Наука,1968.

95. Хофманн Д. Техника измерений и обеспечения качества: Справочная книга/ Пер с нем. под ред. Л.М.Закса, С.С.Кивилиса.-М.: Энергоатомиздат, 1983,- 472 с.

96. Вопросы математической теории надежности/ Е.Ю.Барзилович, Ю.К.Беляев, В.А.Каштанов и др.; Под ред. Б.В.Гнеденко,- М.: Радио и связь, 1983.- 376 с.

97. Блинов A.B., Тарасов С.Н. Подход к организации метрологического обеспечения блоков комплекса АСКР.- Изв. ЛЭТИ. Науч. тр./Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И.Ульянова (Ленина), 1983, вып. 332, с. 28-30.

98. Экспериментальные исследования временных изменений погрешности аналоговых блоков АСКР/ А.В.Блинов, Р.В.Долидзе, И.Ф.Молчанов, И.В.Мостовой, С.Н.Тарасов, В.Г.Феоктистов.-Л., 1983, 86 с. Рук. деп. в ЦНИИТЭИприборостроения,1. Р 2124 пр-Д83, 10.06.83.

99. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство. Пер. с англ.- М.: Мир, 1982.- 238 с.