МИ 2232-92 ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации

3. АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ (рис.1)

3.1. Расчет составляющих погрешности измерений выполняется на основе исходной информации в соответствии с рекомендациями приложения 2.

Результаты расчета целесообразно выразить в виде границ составляющих относительной погрешности либо абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины.

В качестве примера в приложении 3 приведены некоторые варианты измерительных каналов ИИС и АСУТП, типичные условия измерений и доли составляющих погрешности измерений, соответствующие компонентам измерительных каналов и внешним влияющим величинам.

3.2. Для параметров, не относящихся к наиболее важным, производится суммирование составляющих, в результате чего получают оценку границы погрешности измерений. Типичные способы суммирования составляющих погрешности измерений (при ограниченной исходной информации) приведены в приложении 3.

3.3. Для наиболее важных параметров необходимо выделить существенные составляющие погрешности измерений. Составляющая принимается существенной, если квадрат значения ее границы больше 20% квадрата значения границы погрешности измерений (полученного по результатам предварительного квадратичного суммирования составляющих погрешности измерений). Уровень существенности составляющей при арифметическом суммировании - 30%. Для конкретного наиболее важного параметра такой уровень существенности составляющих погрешности измерений может быть установлен в зависимости от значимости параметра в системе управления технологическим процессом.

3.4. Для существенных составляющих погрешности измерений наиболее важных параметров необходимо выявить возможность их экспериментального определения.

Экспериментальное оценивание составляющих погрешности измерений может быть осуществлено достаточно корректно, если имеется возможность измерять с необходимой точностью величины на входе и выходе средств измерений и задавать типичные комбинации значений внешней влияющей величины и измеряемой величины на входе в условиях эксплуатации средств измерений. (Методические составляющие погрешности измерений параметров обычно оцениваются аналитически).

Экспериментальное определение существенных составляющих погрешности измерений при выполнении указанных условий может дать более точные оценки по сравнению с расчетом. Точность экспериментального оценивания составляющих погрешности измерений может быть принята удовлетворительной, если погрешность оценки не превышает 30% от самой оценки.

3.5. Для существенных составляющих погрешности измерений наиболее важных параметров, которые не могут быть достаточно корректно определены экспериментально, целесообразно выявить причины неточности расчета границ составляющих погрешности из-за неполноты исходных данных и принятых в этой связи  допущений, получить дополнительную информацию и произвести новый расчет.

Например, при расчете составляющей погрешности измерений давления, вызванной изменениями температуры воздуха, окружающего датчик, установленный вне помещения, были приняты границы изменения температуры воздуха от -40 до +30°С (согласно таблице 4 ГОСТ 16350-70 [7] для холодного климатического района). Дополнительный анализ результатов измерений гидрометеослужбой по данной местности, где установлены датчики, показал, что граничные значения изменений температуры воздуха от -25 до +25°С. Эти значения и использованы в окончательном расчете погрешности измерений давления.

Рис. 1

3.6. Оцененные расчетным или экспериментальным способом границы составляющих погрешности измерений суммируют в соответствии с рекомендациями приложения 4, при этом принято значение вероятности 1.

3.7. Если оценка границы погрешности измерений наиболее важного параметра весьма близка к заданному пределу допускаемых значений или соизмерима с допуском на измеряемый параметр (при отсутствии требований к точности измерений), то из-за неточности оценки могут возникнуть сомнения в возможности использования этой оценки, например, при принятии решения о соответствии погрешности измерений заданным требованиям.

В этих случаях для наиболее важных параметров целесообразно выполнить расчет погрешности оценки границы погрешности измерений в соответствии с рекомендациями приложения 1. Такой расчет и использование рекомендаций данного п. целесообразны, если погрешность измерений вызывает чрезмерно большие потери либо грубые нарушения условий безопасности работы и экологической безопасности.

Решение вопроса об удовлетворительной точности оценки границы погрешности измерений принимается в соответствии с п. 2.

Если точность оценки границы погрешности измерений признается удовлетворительной, то такая оценка используется по своему назначению.

Если точность оценки границы погрешности измерений признается неудовлетворительной, то необходимо провести исследования и выявить дополнительную исходную информацию для более точного расчета существенных составляющих, полученных ранее с наибольшими погрешностями их оценок, либо выполнить более точное экспериментальное определение этих составляющих. Далее необходимо выполнить суммирование составляющих и расчет погрешности оценки границы погрешности измерений.

Если погрешность оценки границы погрешности измерений наиболее важного параметра оказывается существенной и ей нельзя пренебречь, то решение о возможности использования такой оценки погрешности измерений принимается в соответствии с рекомендациями п. 2.4.