Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Р.Е.Тайманов, К.В.Сапожникова, "Метрологическое обеспечение средств измерении - взгляд о ближайшее будущее."

Метрологическое обеспечение средств измерении - взгляд о ближайшее будущее




Сложившаяся ситуация свидетельствует о нарастающем кризисе в метрологическом обеспечении СИ в процессе их эксплуатации.

Метрологическое обеспечение в ближайшем будущем

Характерная тенденция последних десятилетий - сокращение затрат на эксплуатацию оборудования за счет использования встроенных средств технической диагностики, позволяющих осуществлять обслуживание по техническому состоянию на основе диагностических данных.

Такая же возможность сокращения эксплуатационных затрат имеется и для метрологического обеспечения СИ. Она может быть реализована при введении метрологического самоконтроля - автоматической проверки метрологической исправности в процессе эксплуатации. Его эффективность доказывает аналогия развития измерительной техники и биологических сенсорных систем [6].

Увеличение количества биологических «СИ» в ходе эволюции сопровождалось усложнением их структуры, развитием интеллекта с «детектором ошибок», возникновением «самоконтроля» с реакцией в форме чувства боли.

Рост интеллекта обусловлен возникшей потребностью оценивать состояние живого существа, прогнозировать и учитывать грядущие изменения опасного характера для решения задачи сохранения жизни. Соответственно, эволюция СИ должна сопровождаться усложнением структуры, введением элементов искусственного интеллекта и метрологического самоконтроля. В совокупности эти изменения должны многократно продлить «цикл жизни» СИ без обслуживания, в том числе за счет «вылечивания» своими силами.

Метрологический самоконтроль рассматривается как дополнительная процедура метрологического обеспечения, позволяющая снизить риск возникновения необнаруженного метрологического отказа и обусловленных этим отказом последствий. При определенных условиях самоконтроль позволяет оценить возникшую погрешность и внести соответствующую коррекцию в результат измерений. Как будет показано, во многих случаях метрологический самоконтроль открывает еще большие возможности.

Наиболее актуальна организация метрологического самоконтроля в датчиках. (В последующих измерительных преобразователях электрических величин самоконтроль реализуется с помощью встроенных мер напряжения или тока).

Метрологический самоконтроль опирается на дополнительную измерительную информацию, получаемую за счет избыточности, имеющейся или сформированной искусственно. (Имеется в виду, что общий объем измерительной информации превышает минимально необходимый для получения результата измерений с требуемой точностью).

Теория метрологического самоконтроля - ответвление теории инвариантности, в которой избыточность используется для ослабления воздействия определенных влияющих факторов на результат измерений [7]. В каждой из них рассматриваются способы дополнения основного уравнения преобразования измеряемой величины одним или несколькими дополнительными уравнениями. Но в теории инвариантности цель - сокращение (взаимная компенсация воздействия) некоторых влияющих величин, искажающих исходное уравнение, а метрологический самоконтроль ориентирован на выделение погрешности, обусловленной такого рода искажениями.

Как правило, полностью компенсировать влияние опасного воздействия нельзя, но оценить последствия этого влияния оказывается возможным.

Избыточность, позволяющую сформировать дополнительные уравнения, можно реализовать в пространстве, во времени и в доступной информации.

Применительно к СИ избыточность, опирающаяся на понятие «пространство», часто именуется «структурной», поскольку реализуется включением в структуру СИ дополнительных мер и/или преобразователей.

Временная избыточность датчика обеспечивается использованием дополнительных операций измерения, проводимых с частотой или в полосе частот, превышающей минимально необходимую.

Избыточность в информации предполагает существование дополнительной зависимости между измеряемой величиной и параметром выходного сигнала. Иногда ее называют функциональной.

Объем дополнительных измерительных данных может быть увеличен за счет комбинации упомянутых видов избыточности.

Целенаправленная разработка методов метрологического самоконтроля датчиков и иных СИ, в которых эти методы реализованы, а также соответствующих-нормативных документов выполняется в России с 80-х годов.

Позднее соответствующие работы были развернуты в Великобритании, а затем в Германии, США, Китае и других странах.

Однако эпизодические разработки СИ, способных в той или иной степени контролировать собственную исправность в тестовом режиме или «в связке» с другими датчиками измерительной системы, встречались и ранее.

Как показывает анализ, себестоимость датчиков с метрологическим самоконтролем при серийном их выпуске не должна превышать себестоимость аналогичного датчика без этой функции, более чем на 30-40 процентов.

Внедрение новой метрологической процедуры - метрологического самоконтроля - в практику метрологического обеспечения связано с разработкой новых нормативных документов. Некоторый намек на целесообразность применения одного из видов самоконтроля имеется в [1]. Принимая во внимание глобализацию рынка СИ и метрологических услуг, необходимо стремиться к тому, чтобы требования, устанавливаемые в национальных стандартах, учитывали зарубежный опыт и содействовали формированию международной нормативной базы. По этой причине разработку каждого соответствующего стандарта следует сопровождать обсуждением его основных положений в России и за рубежом.

Прежде всего, должна быть стандартизирована терминология, посредством которой должны общаться разработчики, изготовители и потребители СИ с метрологическим самоконтролем. Отсутствие общего языка, особенно в условиях быстрого темпа научно-технического прогресса, существенно осложняет контакты между специалистами и затрудняет поиск необходимой информации, тормозит развитие науки и техники, способствует недобросовестной конкуренции. В частности, товары с потребительскими свойствами разного уровня получают одинаковое наименование, повышающее ценутовара более низкого качества.

Второе направление стандартизации - систематизация методов метрологического самоконтроля. Такая систематизация должна способствовать ускорению разработки новых СИ с метрологическим самоконтролем, акцентировать их особенности, облегчить обмен опытом.

К этому направлению примыкает стандартизация требований к СИ (в первую очередь, датчикам) с метрологическим самоконтролем. Очевидно, что достоверность его результатов может быть различной в зависимости от принятых разработчиком решений. Соответственно, отличаться может и стоимость датчиков. 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.

Вся эта работа в последние годы проводится во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева в рамках Программы национальной стандартизации.

Вернуться Страница 2 из 5 Следующая

Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Р.Е.Тайманов, К.В.Сапожникова, "Метрологическое обеспечение средств измерении - взгляд о ближайшее будущее."