Система оцінювання невизначеності вимірювання

Система оцінювання невизначеності вимірювання, яка містить блок вимірювального обладнання, підключений через перший інтерфейс до блока введення вихідних даних, інший вхід якого підключений до оператора через другий інтерфейс, послідовно з'єднані блок розрахунку невизначеності вимірювання, блок пам'яті, блок виведення результатів, причому вихід блока введення 3 даних і базу знань, вихід якої підключений до другого входу блоку керування, згідно корисної моделі, додатково введені послідовно з'єднані блок виділення суттєвих складових невизначеності і блок обчислення покривного фактору вхід-вихід якого підключений до бази даних, а другий вихід підключений до входу блоку розрахунку невизначеності вимірювання, причому вхід блоку виділення суттєвих складових невизначеності підключений до виходу блоку введення даних, а другий його вихід підключений до входу бази даних. Наявність у системі блоку виділення суттєвих складових невизначеності дозволяє отримати обмежену кількість класів розподілів невизначеності за рахунок застосування критерію незначущості складових невизначеності [2]. Але для того, щоб точність обчислення невизначеності не погіршилась, дія цього критерію розповсюджується тільки на блок обчислення покривного фактору, алгоритм якого є найбільш складним. Сумарну складову невизначеності uс оцінюють за всіма складовими невизначеності. Застосування апроксимації розподілу невизначеності (рядами Грама-Шарлье, Еджворта, поліномами Якобі, gh-розподілом, λ - розподілом Тьюкі, тощо) дозволяє розповсюдити застосування системи на несиметричні розподіли невизначеності, оскільки перераховані методи апроксимації передбачають урахування характеристик асиметрії. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом. Структурна схема системи зображена на Фіг.1. Алгоритм роботи у вигляді блоксхеми із зазначенням задіяних блоків відповідно структурній схемі приведений на Фіг.2. Відповідно Фіг.1, система містить: блок вимірювального обладнання 1, підключений через блок 2 (перший інтерфейс) до блоку введення вихідних даних 3, інший вхід якого підключений до оператора 4 через другий інтерфейс 5, а виходи до блоку розрахунку невизначеності вимірювання 6, блоку керування 7, блоку виділення суттєвих складових невизначеності 8, вихід якого підключений до послідовно з'єднаних блоків обчислення покривного фактору 9, бази даних 10 і бази знань 11. Другий вихід блоку виділення суттєвих складових під'єднаний до бази даних 10, а інший вихід блоку обчислення покривного фактору 9 підключений по блоку розрахунку невизначеності 6. Вихід бази знань під'єднаний до блоку керування 7, виходи якого підключені до послідовно з'єднаних блоку розрахунку невизначеності 6, блоку пам'яті 12 та блоку виведення результатів 13. Вихідні дані від блоку вимірювального обладнання 1 та оператора 4 через відповідні інтерфейси 2 та 5 передаються до блоку введення вихідних даних 3. Дані містять наступне: значення складових невизначеності uі (введення шляхом набору даних з клавіатури, зчитування даних з окремого файлу чи через інші інтерфейси і провідні чи безпровідні канали від інших фізичних модулів); результати вимірювань; необхідний рівень довіри (покривна ймовірність). Отримані дані через блок 3 потрапляють у блок виділення суттєвих складових невизначеності 8 для аналізу складових за критеріями домінуючої 41541 4 і незначної похибки для визначення значущих складових, для яких у 10 містяться перелік законів розподілів випадкових величин, відповідні значення ексцесу та асиметрії. Інформація з 10 поступає до бази знань 11, яка містить правила для вибору відповідного алгоритму розрахунку покривного фактора та передає дані до блоку керування 7. На основі отриманих даних від блоку 3 та блоку 11, блок 7 засобами команд керує процесом розрахунку невизначеності (вибір відповідного алгоритму розрахунку у блоці 6. Обчислення покривного фактору t(P) у блоці 9 проводять для суттєвих складових невизначеності, виділених у блоці 8 та з використанням рядів Грама-Шарлье [3], Еджворта [4], поліномів Якобі [5], gh-, λ - розподілів Тьюкі [6], та інформації про значення сумарного ексцесу εΣ і асиметрії AΣ суттєвих складових при заданій ймовірності Р. Попарне об'єднання значень ексцесу проводять за формулою: εΣ=ε1·p2+6P·(1-p)+ε2·(1-p)2, де ε1, ε2 - ексцеси розподілів; p= (ψ1u1 )2 (ψ1u1 )2 + (ψ 2u2 )2 , Попарне об'єднання значень асиметрії проводять за формулою: AΣ = A 1 ⋅ (ψ1u1 )2 + A 2 ⋅ (ψ 2u2 )2 [(ψ u ) 1 1 + (ψ 2u 2 )2 2 ] 32 , де А1, А2 - значення коефіцієнтів асиметрії розподілів Блок розрахунку невизначеності вимірювання 6 реалізує розрахунок невизначеності за типом А (обчислення вибіркового середнього квадратичного відхилення) і об'єднання складових за алгоритмом: n uc = ∑ (ψ ⋅ u ) i i =1 i 2 , де uс - комбінована (сумарна) стандартна невизначеність, n - кількість складових, ψі - коефіцієнти чутливості, uі - стандартні невизначеності окремих складових, складових. Визначення інтервальної оцінки (розширеної невизначеності) виконується відповідно виразу: U = t(P)·uc. Результати оцінювання передаються до блоку 12 для збереження інформації при відповідній команді блоку 7, і при необхідності формується стандартизована форма звіту (бюджет невизначеності). При запиті на виведення даних на дисплей, до периферійних засобів чи передачу до інших фізичних модулів, блок керування 7 видає відповідну команду. Посилання: 1. Патент України на корисну модель №34958. Система оцінювання невизначеності вимірювання, Яремчук Н.А., Гальовська М.В. Зареєстровано в Державному реєстрі патентів України на винаходи 26.08.2008. 5 2. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. – К.: Вища шк., Головное изд-во, 1983. 455с. 3. Л.А. Недоступ, Е.Т. Удовиченко, Г.А. Шевцов «Технологические методы управления качеством радиоэлектронных измерительных устройств». Изд-во стандартов М., 1976. - 121с. 41541 6 4. Г. Крамер «Математические методы статистики», Изд-во «Мир», М. - 1975. - 648с. 5. Мешков В.А. Аппроксимация распределений погрешностей измерений //Измерительная техника. - 1988. - №8. - С.12-15. 6. С.Н. Sim, М.Н. Lim Evaluating expanded uncertainty in measurement with a fitted distribution. Metrologia 45 (2008) 178-184. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 41541 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601