РМГ 62-2003

Группа Т80

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации

State system for ensuring the uniformity of measurements.
Ensuring the effect of measurements by the control of technological processes.
Estimation of the measuring error when the limited point of information

МКС 17.020

Дата введения 2005-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

     Сведения о рекомендациях

1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС") Госстандарта России

2 ВНЕСЕНЫ Госстандартом России

3 Утверждены Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 24 от 5 декабря 2003 г.)

За принятие проголосовали:     

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 октября 2004 г. N 49-ст рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 62-2003 введены в действие в качестве рекомендаций по метрологии Российской Федерации с 1 января 2005 г.

5 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящим рекомендациям публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящих рекомендаций соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

     1 Область применения

Настоящие рекомендации содержат методику оценивания погрешности измерений и погрешности измерительных каналов информационно-измерительных систем (далее - ИИС) и автоматизированных систем управления технологическими процессами (далее - АСУТП) расчетным и расчетно-экспериментальным способами в условиях ограниченной исходной информации в тех случаях, когда прямое экспериментальное оценивание погрешности практически невозможно или экономически неоправданно.

Настоящие рекомендации могут быть применены при разработке программ и методик испытаний средств измерений и измерительных каналов ИИС и АСУТП, метрологической аттестации методик выполнения измерений.

Настоящие рекомендации разработаны на основе ГОСТ 8.009 и других нормативных документов*.

________________

* На территории Российской Федерации действуют [1]-[4].

     2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.009-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений

ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных документов по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими рекомендациями следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Типичные ограничения исходной информации и допущения, принимаемые при оценивании погрешности измерений

3.1 В числе нормируемых метрологических характеристик средств измерений общепромышленного применения, как правило, отсутствуют характеристики систематических и случайных составляющих погрешности, функции влияния, а также ряд других предусмотренных ГОСТ 8.009.

Для средств измерений большинства типов характерно нормирование следующих метрологических характеристик:

- пределы допускаемой основной погрешности;

- пределы допускаемых дополнительных погрешностей при наибольших отклонениях действительных значений внешних влияющих величин от их значений, принятых соответствующими нормативными документами в качестве нормальных (далее - нормальные значения), либо максимально допускаемые значения коэффициентов влияния;

- некоторые динамические характеристики (амплитудно-частотные характеристики, интервал времени установления выходного сигнала и т.п.).

Типичные допущения в этих случаях:

- среднее квадратическое отклонение (далее - СКО) основной погрешности равно 0,5 предела допускаемой основной погрешности;

- СКО дополнительной погрешности равно 0,5 предела допускаемой дополнительной погрешности, функцию влияния принимают ступенчатой;

- математическое ожидание основной и дополнительных погрешностей равно нулю;

- в качестве математических ожиданий коэффициентов влияния принимают их нормированные максимально допускаемые значения.

3.2 При расчете погрешности измерений обычно отсутствует следующая исходная информация:

- характеристики корреляции между составляющими погрешности измерений;

- характеристики корреляции между погрешностями измерений текущих значений, по которым вычисляют средние или суммарные значения измеряемой величины и соответствующие погрешности этих значений;

- вид функции распределения внешних влияющих величин;

- частотные характеристики изменений измеряемой величины и внешних влияющих величин.

Типичные допущения в этих случаях:

- корреляция между составляющими погрешности измерений отсутствует;

- при отсутствии корреляции погрешность измерений текущих значений считают высокочастотной случайной величиной, а при сильной корреляции погрешность измерений текущих значений считают неизменной систематической величиной в интервале времени усреднения или суммирования текущих значений измеряемого параметра;

- функции распределения характеристик внешних влияющих величин принимают равномерными или нормальными;

- в большинстве случаев частотные характеристики изменений измеряемой величины и внешних влияющих величин не учитывают, так как инерционные свойства средств измерений не оказывают существенного влияния на погрешность измерений многих измеряемых технологических параметров.

3.3 При экспериментальных процедурах оценивания погрешности измерений обычно имеют место следующие ограничения исходной информации и условий эксперимента, т.е. заранее неизвестны:

- комбинация возможных значений внешних влияющих величин, вызывающая наибольшую погрешность измерений, а также их частотный спектр (чаще всего создать такую комбинацию практически невозможно);

- соотношение между погрешностью средств измерений, с помощью которых осуществляют эксперимент, и оцениваемой погрешностью;

- входящие в измерительный канал средства измерений (часть средств измерений), которые вносят существенный вклад в общую погрешность измерений.

Типичные допущения в этих случаях:

- случайную составляющую погрешности измерений считают высокочастотной и ее конкретные значения, полученные при повторении экспериментальных процедур в течение времени эксперимента, считают некоррелированными; вычисленное на основе таких экспериментальных данных СКО (дисперсию) случайной погрешности приписывают значительно большим интервалам времени;

- систематические составляющие погрешности измерений, полученные в течение времени эксперимента, считают постоянными и приписывают значительно большим интервалам времени;

- случайную комбинацию значений внешних влияющих величин, которая имела место при эксперименте, принимают как типичную либо как наихудшую (для погрешности измерений) в условиях эксплуатации средств измерений;

- погрешность выбранных для проведения экспериментов эталонов принимают несущественной;

- при проведении экспериментального оценивания погрешности части измерительного канала считают, что погрешность этой части составляет существенную долю в общей погрешности измерений.

3.4 Указанные в 3.1-3.3 и другие допущения обусловливают погрешности расчетных и экспериментальных оценок погрешности измерений.

3.5 Погрешности расчетных и экспериментальных оценок погрешности измерений определяют, как рекомендовано в приложении А.

3.6 Расчет границ составляющих относительной погрешности измерений и суммирование этих составляющих, а также ориентировочный расчет погрешности оценок границ погрешности измерений выполняют на персональных ЭВМ с помощью автоматизированной системы расчета погрешности измерений (приложение Б).     

     4 Условия удовлетворительной точности оценок погрешности измерений

4.1 При наличии требований к точности результатов измерений наиболее важных параметров, используемых для реализации функций аварийной защиты и блокировки, контроля за соблюдением требований техники безопасности и экологической безопасности, контроля характеристик готовой продукции, общее условие удовлетворительной точности оценки границы погрешности измерений следующее:

,                                            (1)

где - относительная погрешность (без учета знака) оценки границы относительной погрешности измерений, % (приложение А);

- оценка границы относительной погрешности измерений (без учета знака), %;

- предел допускаемой относительной погрешности измерений без учета знака, % (устанавливают исходя из требований обеспечения эффективности реализации указанных выше функций независимо от точности оценок границ погрешности измерений);

- модуль разности и .

Примеры для измерений в системе аварийной защиты

Задан предел допускаемой относительной погрешности измерений: =1,5%.

1 Получены:

- оценка границы относительной погрешности измерений =1%;

- относительная погрешность оценки границы относительной погрешности измерений =40%.

Таким образом =0,5%, 100=50% и 100, т.е. точность оценки границы относительной погрешности измерений удовлетворительная, и такая оценка может быть использована по своему назначению, в том числе для решения о соответствии погрешности заданным требованиям.