Исследование закона распределения погрешностей средств радиотехнических измерений

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» (МГТУ ГА)
РОСТОВСКИЙ ФИЛИАЛ
Тема: Исследование закона распределения погрешностей
средств
радиотехнических измерений
Студентка: Петрова Юлия Александровна
Руководитель: д.т.н., доцент Елисеев А.В.

2.

Целью
квалификационной
работы
является
обеспечение
достоверности
решения
задачи
многократной
обработки
радиоизмерений.
Задача, решение которой направлено на достижение данной цели,
заключается в исследовании реальных законов распределения
погрешностей измерений конкретных средств радиоизмерений.
Указанная научная задача может быть декомпозирована на
следующие частные задачи:
Анализ задачи обработки многократных измерений.
Экспериментальное
исследование
законов
распределения
погрешностей измерений средств радиоизмерений.
Оценка влияния выполненных исследований на безопасность
полетов.
Объектом исследования являются ИИС и СИ, предназначенные для
решения задачи метрологического обеспечения авиационной техники.
Предметом исследования являются законы распределения
погрешностей средств радиоизмерений.
2

3.

Алгоритм обработки многократных измерений по ГОСТ Р 8.736-2011
3

4.

Виды законов распределения погрешностей
Класс трапецеидальных
распределений
P(x)
Класс уплощенных
распределений
Семейство распределений
Стьюдента
P(x)
x
P(x)
P(x)
x
P(X)
X
x
Класс экспоненциальных
распределений
P(X)
x
Двухмодальные кругло
и островершинные
P(X)
Класс арксинусоидальных
распределений
P(x)
P(x)
X
P(X)
P(X)
P(x)
x
X
P(X)
P(X)
x
X
X
X
x
X
4

5.

Блок – схема применения критерия согласия Пирсона
По полученным значениям и из таблице определяем
вероятность правдоподобности выдвинутой гипотезы о
нормальности распределения
Если вычисленная по опытным данным мера распределения меньше определённого из
таблицы значения (P), то гипотеза о совпадении экспериментального и выбранного
теоретического распределения принимается. Это не значит, что гипотеза верна. Можно
лишь утверждать, что она правдоподобна, т.е. не противоречит опытным данным.
5

6.

Исследуемые средства измерений
Измерительный магазин
сопротивления Р33
Милливольтметр В3-56
Генератор Г3-118
Прибор для поверки вольтметров
В1-12
Измеритель нелинейных искажений
С6-11
Генератор импульсов Г5-60
6

7.

Алгоритм оценки вероятностных характеристик, на основе которого
разработана программа по исследованию законов распределения
погрешностей СИ содержит следующие шаги:
- нахождение среднего арифметического значения и СКО результатов
наблюдений;
- определение оптимального числа интервалов группирования для
построения гистограммы;
- построение полигона и гистограммы статистических данных;
- проверка гипотез по критерию согласия.
7

8.

Исследование магазина сопротивлений Р33
Рн=0,65
Рт=0,98
R
50,071 Cmin
50,079
50,089Cmax
Рисунок 1 - Гистограмма статистических данных измерения сопротивления
Процентное отличие теоретических от статистических СКО:
,
8

9.

Исследование генератора низкочастотного Г3-118
Рн=0,99
F
1000,250 Fmin
1000,257
1000,264Fmax
Рисунок 2 - Гистограмма статистических данных измерения частоты
следования сигнала
9

10.

Исследование измерителя нелинейных искажений С6-11
Рн=0,01
Рр=0,93
U
1,0702 Umin
1,0710
1,0718 Umax
Рисунок 3 - Гистограмма статистических данных измерения напряжения
Процентное отличие теоретических от статистических СКО:
,
10

11.

Исследование милливольтметра В3-56
Рн=0,96
U
9,958 Umin
10,062
10,116 Umax
Рисунок 4 - Гистограмма статистических данных измерения напряжения
11

12.

Исследование установки для поверки вольтметров В1-12
Рд=0,95
U
4,999807 Umin
5,000345 Umax
Рисунок 5 - Гистограмма статистических данных измерения напряжения
Процентное отличие теоретического от статистического СКО
12

13.

Исследование генератора импульсов Г5-60
Рн=0,99
Ʈ
1003,2 Ʈmin
1023,6 Ʈmax
Рисунок 6 - Гистограмма распределения статистических данных измерения
длительности сигнала
1013,4
13

14.

Основные результаты работы:
- проведен анализ основных законов распределения;
- проанализированы критерии согласия;
- разработаны алгоритмы определения законов распределения результатов
измерений и оценки их вероятностных характеристик для некоторых типовых СИ;
- разработана программа для ПЭВМ по расчету основных числовых характеристик
погрешностей СИ;
- по результатам проведенного исследования было выявлено, что половина
исследуемых СИ имеют законы распределения отличные от нормального,
идентификация вида закона распределения приведет к уточнению погрешности
данных средств.
Полученные результаты могут использоваться в деятельности метрологических
подразделений для уточнения погрешностей СИ и при разработкие методик
обработки результатов измерений для различных законов распределения
погрешностей.
14
10

15.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!
15