Математическое обеспечение метрологического анализа результатов измерений с преобразованием рода величины

• Автор: Репкин, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Математическая метрология

Заключение

ГЛАВА II. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

2.1. Основы РАСЧЁТНОГО МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

2.1.1 Метрологический анализ

2.1.2 Априорные знания

2.1.3 Последовательный метрологический анализ

2.2 Алгоритмическое обеспечение простейшей измерительной процедуры - АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
2.2.1. Общие положения
2.2.2 Дискретизация
2.2.3. Квантование
2.2.4. Считывание
2.2.5. Масштабирование
2.2.6. Процессорная динамическая погрешность
2.2.7. Полная погрешность результата аналого-цифрового преобразования
2.3. Расчётный метрологический анализ результатов измерений с
ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ РОДА ВЕЛИЧИНЫ
Заключение
ГЛАВА III. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Введение
3.1. Требования к Программной Системе
3.2. Общие сведения
3.3. Описание программной системы
3.3.1 Вопрос выбора платформы
3.3.2. Выбор между Java апплетом и компонентом ActiveX
3.3.3. Обзор платформы
3.3.4. Требования к аппаратному и программному обеспечению, необходимому для использования программной системы
3.3.5. Инструментальные средства
3.4. Архитектура программной системы
3.5. Архитектура ядра программной системы
3.5.1. Ядро вычислений АЦП
3.5.2. Модуль математического обеспечения
3.5.3. Модуль пользовательского интерфейса
3.6. Модуль Prima
3.6.1. Пользовательский интерфейс
3.6.2. Архитектура модуля
3.7. Модуль Seconda
3.7.1. Описание круга алгоритмических задач
3.7.2. Пользовательский интерфейс
3.7.3. Архитектура модуля
3.7.4. Решение алгоритмических задач
Заключение
ГЛАВА IV. МАШИННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. СОПОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ДАННЫХ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1. Метод имитационного моделирования
4.2. Программная реализация имитационного моделирования
4.3. Результаты проверки расчётных соотношений
Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основные обозначения и сокращения
Я - измеряемая величина,
Я* - результат измерения,
АЛ) - погрешность результата измерения
у - входное воздействие (носитель информации об измеряемой величине)
ДкЯ - интервал квантования
д - разрядность квантователя
дп - разрядность процессора
/7((,/') - импульсная переходная характеристика
0[ДЛу] - характеристика погрешности результата измерения
М[(.)] - математическое ожидание
£)[(.)] - дисперсия
- оператор, представляющий і-ое реализуемое элементарное измерительное преобразование
- оператор, представляющий і-ое гипотетическое измерительное элементарное преобразование
Я,и - оператор, представляющий і-ое идеальное (номинальное) измерительное
элементарное преобразование
Му - математическая модель входного воздействия
Ми - математическая модель измерительного модуля Му - математическая модель условий измерения
(.) - операнд
[(.)] - оператор квантования (.),
:= - равно по определению АЗ — априорные знания

преобразования кода, используемого при квантовании, в двоично-десятичный формат возникает при представлении результата оператору. Преобразование кода квантователя в позиционно-двоичный код - при сопряжении АЦП с ЭВМ, если результат квантования представляется [16] с помощью единичного кода, обратного двоичного кода или какого-нибудь другого кода, не согласованного с интерфейсом ЭВМ.
В дальнейшем исследуется полная погрешность, соответствующая процедуре (2.2.3). Это объясняется тем, что она отличается от погрешности результата аналого-цифрового преобразования вида (2.2.4) только некоторыми компонентами, порожденными округлением промежуточных результатов. Все остальные компоненты сопоставляемых погрешностей описываются одинаково. При анализе погрешностей полагается, что результаты представляются в позиционно-двоичном коде, а вспомогательные преобразования кодов дополнительных погрешностей не вносят.
Уравнение (2.2.1) представляет аналого-цифровое преобразование как последовательность четырёх элементарных измерительных операций — дискретизации, квантования, считывания (переноса) и масштабирования [14]. Кроме того, следует учитывать внесение в память ЭВМ значения идеального интервала квантования (Ди) и сдвиг результата во времени на интервале tcd (время, затрачиваемое на выполнение преобразований, следующих за дискретизацией). Таким образом, объектом метрологического анализа выступает процедура вида
и) =«[«;«4 >Чч<Л>>9г>qsj К'-tj-Atcd) (2-2.5)

Кх) fup»x>
[О, при х < О
Структурная схема измерительной цепи реализующей процедуру (2.2.5), имеет вид изображенный на рис. 2.1 (Д, К - блок дискретизации и квантования, П - процессор).