Metrologija elektricnih velicina II

110.Od kojih zahteva se polazi kod projektovanja i realizacije određenog procesa merenja? Kod projektovanja i realizacije određenog procesa merenja, polazi se od postavljenih zahteva, koji sadrže: – cilj, koji treba ostvariti (funkcija i namena); – nivo metroloških karakteristika koji treba postići; 111.Čime i kako se praktičnim rešenjima može se ostvariti viši nivo kvaliteta merenja? Viši nivo kvaliteta merenja u praktičnim rešenjima može se ostvariti na više načina, od kojih su najpoznatiji sledeći: – izbor materijala i komponenata stabilnih karakteristika sa kojima se stabilizuju bitni parametri elemenata i sredstava merenja koji su pod uticajem spoljnih faktora; – zaštita sredstava merenja od naglih promena uticajnih veličina, tako što se slučajne greške smanjuju tehnikama filtriranja, termičkom izolacijom, oklopljavanjem, uzemljenjem, amortizacijom i sl.; – stabilizacija promena kontinualno promenljivih uticajnih veličina, tehnike korekcije komponenata sistematskih grešaka (aditive, multiplikativne i greške nelinearnosti); – izbor optimalnih algoritama za statističku obradu rezultata merenja sa slučajnim greškama; – projektovanje racionalnije konstrukcije i primena savršenije tehnologije izrade sredstava merenja; 112.Od čega se polazi kod izbora postupaka za smanjenje grešaka, ili otklanjanje njihovih uticaja, bez obzira na primenjenu metodu merenja? Kod izbora postupaka za smanjenje grešaka, ili otklanjanje njihovih uticaja, bez obzira na primenjenu metodu merenja, polazi se od analize uzroka i izvora pojave takvih tipičnih grešaka čiji se uticaj na rezultat merenja može smanjiti; 113.Metode za povećanje tačnosti, koje se zasnivaju na primeni strukture i/ili vremenske redundancije. U praksi su široko rasprostranjene metode za povećanje tačnosti, koje se zasnivaju na primeni strukturne i/ili vremenske redundancije, odnosno: – na uvođenju dodatnih sredstava merenja (mernih pretvarača, mernih uređaja); – na izvođenju dodatnih merenja, čiji se rezultati dodatno obrađuju prema specijalnom algoritmu; 114.Nabrojati metode za kompenzaciju grešaka i povećanje tačnosti merenja. Poznato je nekoliko primenljivih metoda za kompenzaciju grešaka merenja, odnosno za povećanje tačnosti merenja, kao što su: 1. Metode povratne sprege - negativne reakcije; 2. Metode dodatnih postupaka merenja; 3. Metode iteracionih mernih procedura – iteracione metode; 4. Metode primene mernih standarda; 5. Metode testiranja i samotestiranja – test metode;

115.Metoda za smanjenje grešaka na principu povratne sprege – negativne reakcije.

Ako je prenosna funkcija osnovnog mernog stepena bez reakcije oblika y= K*x onda je prenosna funkcija kompletnog mernog stepena sa povratnom spregom, y=K(x-βy), odnosno:

gde je KP - ekvivalentni prenosni koeficijent ili osetljivost mernog sistema; Osetljivost osnovnog mernog stepena, K, sa negativnom povratnom spregom smanjuje se za 1+βK puta; Primenom jake povratne sprege, tj. za βK>>1, sledi da je Kp≈1/β; Prema tome, osetljivost ovakvog mernog sistema dominantno je određen osetljivošću stepena povratne sprege, odnosno 1/β. Greške u mernom stepenu izazvane su uglavnom zbog nestabilnosti parametara osetljivosti, date kao ΔK i Δβ. Greška izlaznog signala, y=K·x, pri konstantnoj vrednosti ulaznog mernog signala, x, a bez dejstva reakcije je Δy=ΔK· x. Greška rezultata merenja, y, pri konstantnoj vrednosti ulazne merene veličine, x, ali pod dejstvom negativne reakcije, dobija se preko totalnog diferencijala prenosne funkcije y=f(K, β), odnosno,

Uvođenjem relativne greške za y, K i β , oblika

dobija se izraz za relativnu grešku rezultata merenja:

116.Metode za smanjenje grešaka na principu dodatnih postupaka merenja. OSM - osnovni merni stepen; DSMi - dodatni merni stepeni; µR - mikroračunar x - merena veličina; y- rezultat merenja; yn - korigovani rezultat merenja; ξi - signali spoljnih smetnji; Δyi - greška zbog spoljnih uticaja Ako je greška merenja osnovnog mernog sistema, Δy, nastala dejstvom spoljnih faktora ξ1,ξ2, ... , ξn, onda postoji neka funkcionalna zavisnost ove greške od vrednosti spoljnih faktora u obliku Δy=f(ξ1,ξ2, ... , ξn). U datom slučaju, korekcija greške se ostvaruje na osnovu izmerene vrednosti svakog pojedinačnog uticajnog faktora, Δyi =Φ (ξi), pomoću dodatnog mernog sredstva DSMi. Na osnovu izmerenih vrednosti, mikroračunar µR izračunava vrednost popravke Δyn kojim se vrši korekcija greške date relacijom Δy=f(ξ1,ξ2, ... , ξn); Umesto da se uvodi popravka izlazne veličine, mikroračunarom se mogu podešavati odgovarajući parametri osnovnog mernog stepena (samopodešavanje) i tako smanjiti uticaj neželjenih spoljnih faktora; Metod dodatnih merenja koristi se za smanjenje uticaja samo onih destabilizirajućih faktora, čije se vrednosti mogu lako odrediti; Nedostatak ove metode je u tome što se za smanjenje uticaja svakog od faktora iziskuje dodatno merno sredstvo, tako da se bitno sužava oblast njene praktične primene; Metod dodatnih merenja predstavlja jednu od varijanti realizacije principa višekanalnog mernog sistema, kojim se želi obezbediti invarijantnost izlaznih veličina sistema od bilo kakvog spoljneg uticaja; 117.Metode za smanjenje grešaka na principu iteracionih postukapa merenja. Princip iteracione metode zasniva se na višestruko ponovljenoj korekciji greške izlaznog rezultata merenja, tako da se konačni rezultat merenja dobija sukcesivnim približavanjem do najtačnije moguće vrednosti; U zavisnosti od korišćenih postupaka korekcije u procesu merenja (sabiranjeoduzimanje ili množenje-delenje) razlikuju se aditivni i multiplikativni algoritmi korekcije; Principijalna blok šema iteracione metode primenom aditivnog algoritma korekcije:

Prvi ciklus iteracije procesa korekcije greške ostvaruje se prema sledećem algoritmu: -µR startuje preklopnik K u položaj 1; -na ulaz osnovnog mernog stepena dovodi se merena veličina x; -odgovarajuća vrednost izlazne veličine se memoriše u računaru kao y0; -Zatim µR šalje na ulaz stepena povratne sprege veličinu y0 i postavlja preklopnik K u položaj 2, tako da se na ulaz osnovnog mernog stepena dovodi veličina xp1. -Za ulaznu veličinu xp1, na izlazu se dobija veličina yp1, sa kojom se u mikroračunaru izračunava razlika memorisane izlazne vrednosti Δy1=y0-yp1. -Dobijena razlika se u µR sabira sa predhodnom izlaznom veličinom y0, tako da je korigovana izlazna veličina yi=y0+Δy1; Drugi ciklus iterativne korekcije ponavlja prvi ciklus pri položaju K u 2, ali sada sa veličinom y1: -U drugom ciklusu izlazna veličina y1 vraća se na ulaz povratne sprege, sa čijeg izlaza se nova veličina, xp2,vodi u osnovni merni stepen; -Na izlazu mernog stepena dobija se sledeća izlazna veličina yp2 sa kojom se izračunava nova vrednost popravke Δy2=y1-yp2. -Kako je |δ|