Проблема метрологического обеспечения интеллектуальных средств измерений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пензенский государственный университет

Проблема метрологического обеспечения интеллектуальных средств измерений

Кострикина И.А.

Развитие современных технических систем характеризуется постоянным повышением количества используемых в них средств измерений

(СИ) и требований к их метрологической надёжности, от которой в существенной мере зависит эффективность и безопасность этих систем.

Главными проблемами и в тоже время направлениями развития метрологического обеспечения средств измерений являются

1) стандартизация терминологии;

2) систематизация методов метрологического самоконтроля; 3) стандартизация методов испытаний.

У всех разработчиков, изготовителей и потребителей средств измерений должен быть один язык общения. В силу быстрого научнотехнического прогресса общий язык усилит развитие науки и техники, поставит страны в одинаковое положение с выпуском качественной продукции и добросовестной конкуренции.

Систематизация методов метрологического самоконтроля должна способствовать ускорению разработки новых СИ с метрологическим самоконтролем, акцентировать их особенности, облегчить обмен опытом. К этому направлению примыкает стандартизация требований к СИ с метрологическим самоконтролем. Очевидно, что достоверность его результатов может быть различной в зависимости от принятых разработчиком решений. Для устранения недобросовестной конкуренции важные для потребителя характеристики метрологического самоконтроля, реализованные в датчике, должны быть отражены в документации на него.

Третье направление связано со стандартизацией методов испытаний, доказывающих соответствие характеристик метрологического самоконтроля тем, которые установлены в документации. Стандарт должен обеспечить сопоставимость параметров датчиков, способствовать взаимозаменяемости изделий различных производителей.

Традиционный способ контроля метрологических характеристик СИ посредством их периодической поверки (калибровки) уже не может отвечать этим требованиям [3].

Одним из направлений повышения достоверности измерительной информации является использование в СИ ответственного назначения интеллектуальных датчиков, обладающих функцией метрологического самоконтроля [1]. Эта функция заключается в автоматической проверке метрологической исправности датчика в процессе его эксплуатации, осуществляемой с использованием опорного значения, формируемого с помощью встроенного в датчик средства ( измерительного преобразователя или меры) или выделенного дополнительного параметра выходного сигнала.

В свою очередь при многолетнем использовании интеллектуальных датчиков усиливается роль влияющих факторов, что приводит к риску возникновения неисправности. При этом возникает проблема оценки рекомендуемого интервала между поверками (калибровками).

Для решения указанной проблемы необходимо определиться с терминологией и методами метрологического самоконтроля.

В ГОСТ Р 8.673-2009 ГСИ. «Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Основные термины и определения» приведены следующие основные термины и определения, относящиеся к интеллектуальным ИС и датчикам [1] :

датчик: Конструктивно обособленное устройство, содержащее один или несколько первичных измерительных преобразователей.

адаптивный датчик: Датчик, параметры и/или алгоритмы работы которого в процессе эксплуатации могут изменяться в зависимости от сигналов содержащихся в нем преобразователей.

метрологический самоконтроль датчика: Автоматическая проверка метрологической исправности датчика в процессе его эксплуатации, осуществляемая с использованием принятого опорного значения, формируемого с помощью встроенного в датчик средства (измерительного преобразователя или меры) или выделенного дополнительного параметра выходного сигнала.

интеллектуальный датчик: Датчик с функцией метрологического самоконтроля.

измерительная система: Совокупность средств измерений и других средств измерительной техники, размещенных в разных точках объекта измерений, функционально объединенных с целью измерений одной или нескольких величин, свойственных данному объекту.

адаптивная измерительная система: Измерительная система, параметры и/или алгоритмы работы которой в процессе эксплуатации могут изменяться в зависимости от сигналов содержащихся в ней преобразователей.

метрологический самоконтроль измерительной системы: Автоматическая проверка метрологической исправности измерительной системы в процессе эксплуатации посредством встроенных в нее технических и программных средств.

интеллектуальная измерительная система: Измерительная система с функцией метрологического самоконтроля.

В ГОСТ Р 8.734-2011 ГСИ. «Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Методы метрологического самоконтроля» представлены методы метрологического самоконтроля, которые могут применяться при разработке интеллектуальных СИ и датчиков [2].

Методы метрологического самоконтроля датчиков и СИ подразделяют на методы метрологического прямого и методы метрологического диагностического самоконтроля.

Метрологический прямой самоконтроль

Использование этого метода предполагает сочетание в одной конструкции контролируемого измерительного преобразователя, а также дополнительного средства более высокой точности (измерительного преобразователя или меры).

При использовании мер метрологический прямой самоконтроль, как правило, может быть реализован для ограниченного набора измеряемых величин, например температуры, длины, напряжения, тока, и в ограниченных областях диапазона измерений, в частности в ограниченном числе точек.

Метрологический прямой самоконтроль обеспечивает автоматический контроль погрешности в рабочих условиях.

Метрологический прямой самоконтроль по технико-экономическим причинам, как правило, может быть реализован только в ограниченных областях диапазона измерений и/или динамических характеристик датчиков и ИС. метрологический интеллектуальный датчик самоконтроль

Метрологический диагностический самоконтроль

Использование этого метода предполагает объединение контролируемого измерительного преобразователя, а также дополнительных преобразователей, близких по точности, в одной конструкции.

Упомянутые преобразователи могут быть соединены друг с другом, связаны общим элементом или отделены друг от друга в датчике.

Метрологический диагностический самоконтроль обеспечивает автоматический контроль критической составляющей погрешности в рабочих условиях. Метрологический диагностический самоконтроль при сравнительно небольших затратах, как правило, может быть реализован во всем диапазоне измерений и динамических характеристик датчиков и ИС.

Результаты метрологического самоконтроля могут служить основанием для следующих действий:

- оценки остаточного метрологического ресурса;

- изменения интервала между поверками (калибровками) датчиков и ИС в установленном порядке;

- коррекции функции преобразования измерительного преобразователя датчика или измерительных преобразователей измерительной системы.

Как правило, для введения коррекции должен быть известен вид критической составляющей погрешности (например, преимущественно мультипликативная или, напротив, аддитивная).

Основной проблемой при разработке и эксплуатации интеллектуальных датчиков и СИ остается определение интервала между поверками (калибровками).

Список использованных источников

1 ГОСТ Р 8.673-2009 ГСИ. Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Основные термины и определения

2 ГОСТ Р 8.734-2011 ГСИ. Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Методы метрологического самоконтроля 3 Тарбеев Ю.В., Кузин А.Ю., Тайманов Р.Е., Лукашев А.П. Новый этап в развитии метрологического обеспечения датчиков// Измерительная техника. 2007 г., №3, С. 69 - 72.

Размещено на Allbest.ru