Лекция 5: Лабораторный практикум

Аннотация: Семь несложных виртуальных приборов (ВП), созданных в программной среде LabVIEW, предлагаются вашему вниманию в конце этой работы. Цель работы измерения параметров качества – научиться выполнять измерения параметров качества экспертным методом и таким образом получить опыт практической работы в одном из наиболее динамично развивающихся разделов метрологии – квалиметрии, а также получить навыки работы со стандартами.

Ключевые слова: файл, поле, моделирование, полоса пропускания, противоречивость требований, значение, Прецизионность, объект, опыт, критерий оптимальности, шкала отношений, качество товаров, методы оценки качества

5.1 Виртуальные приборы

Цель работы - научиться выполнять измерения параметров качества экспертным методом и таким образом получить опыт практической работы в одном из наиболее динамично развивающихся разделов метрологии - квалиметрии, а также получить навыки работы со стандартами.

Теоретическая часть

Количественная оценка качества. Качество продукции, совокупность свойств продукции, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Количественная оценка качества продукции - определение численных значений показателей качества продукции.

Свойства, составляющие качество продукции, характеризуются непрерывными или дискретными величинами - показателями качества, количественные характеристики которых - параметры качества.

Показатель качества продукции, характеризующий одно ее свойство, называется единичным, два и более свойств - комплексным. Интегральный показатель качества продукции - комплексный показатель качества продукции, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление. Относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении ее с соответствующей совокупностью базовых показателей, называется уровнем качества продукции. Критерием оптимальности уровня качества продукции, т.е. ее эффективности, может служить интегральный показатель качества продукции.

 

Квалиметрия (от лат. qualis - какой по качеству и...метрия), раздел метрологии, объединяющий методы количественной оценки качества продукции. Основные задачи квалиметрии: обоснование номенклатуры показателей качества, разработка методов измерения параметров качества [15

Чтобы уверенно пользоваться инструментами квалиметрии, целесообразно сопоставить хорошо известные этапы технических измерений и квалиметрии. Такое сопоставление показано на диаграмме рис. 5.1.

Рис. 5.1. Сопоставление этапов технических измерений и квалиметрии

На диаграмме рис. 5.1 показано, что понятиям "физические величины" и "значения физических величин" в технических измерениях аналогичны понятия "показатели качества" и "параметры качества" в квалиметрии. Аналогия становится особенно очевидной, когда в квалиметрии удается реализовать инструментальные методы измерений.

Инструментальный метод основывается на использовании технических средств измерений. Этим методом определяется, например, масса продукции, габаритные размеры изделия, время наработки на отказ и т.п. Измерения могут выполняться по любой измерительной шкале (см. прил. 5.1), но чаще других используется шкала отношений. Инструментальный метод является наиболее распространенным во всех отраслях народного хозяйства, особенно в промышленности. В силу объективности, высокой точности и возможности автоматизации измерений, этот метод является предпочтительным и должен применяться всегда, когда это возможно и экономически оправдано.

Экспертный метод измерения показателей качества применяется тогда, когда использование технических средств измерений невозможно, сложно или экономически неоправданно. Очень часто к нему прибегают, например, при определении эргономических и эстетических показателей. Экспертами используются все измерительные шкалы, но чаще других - шкалы порядка и интервалов [20, 21]. К экспертным методам относятся органолептический, социологический. Экспертные методы измерения показателей качества часто дополняются комбинаторным методом, а также методом Дельфы.

В органолептическом методе измерений в качестве первичных измерительных преобразователей используются органы чувств экспертов - зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса, а также чувство гравитации. Широкое распространение органолептический метод получил в медицине, пищевой и парфюмерной промышленности.

Социологический метод измерения показателей качества строится на массовых опросах населения или отдельных его социальных групп, члены которых тем самым выступают в качестве экспертов. Опрос может проводиться путем анкетирования, интервьюирования, голосования и т.п. Этот метод требует научно обоснованных систем сбора и обработки информации, предполагающих широкое применение средств автоматики и вычислительной техники. Социологический метод используется для определения значений показателей качества товаров народного потребления (например, спроса), выяснения общественного мнения и т.п.

Комбинаторный метод измерений сочетает инструментальное и органолептическое измерение качества продукции. Метод Дельфы содержит алгоритм действий, позволяющий достигать при экспертных измерениях заданных уровней точности и достоверности результатов.

Непосредственно с помощью измерений определяются обычно параметры единичных показателей качества. Патентно-правовые и экономические показатели, показатели однородности продукции, стандартизации и унификации получают расчетным путем. Посредством расчетов находят также значения комплексных показателей, как правило, путем взвешенного суммирования, хотя определение весовых коэффициентов при этом производится обычно экспертным или инструментальным методом. Во всех случаях нужно помнить, что результаты измерений являются случайными значениями параметров качества и математические действия над ними должны выполняться по правилам математической статистики.

Особое место в обеспечении качества продукции принадлежит стандартизации. Стандартизация устанавливает оптимальные показатели качества, параметрические ряды продукции, методы контроля и испытаний.

 

Стандарт ГОСТ Р 51061 - 97 [18] распространяется на системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам, имеющим выход в телефонную сеть общего пользования, и устанавливает параметры и нормы качества передачи (воспроизведения) речи и методы измерений следующих показателей:

слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытаний;

фразовой разборчивости речи при ускоренном по сравнению с нормальным темпом произношении;

качества речи испытуемой системы низкоскоростной передачи речи по методу парных сравнений с качеством речи эталонного тракта по контрольным фразам;

качества речи в реальных условиях работы методом абонентской оценки.

Термины, определения и сокращения. В ГОСТ Р 51061 - 97 применяются следующие термины с соответствующими определениями.

Низкоскоростные кодеки - устройства преобразования речевых сигналов в цифровой поток двоичных символов, следующих со скоростью менее 16 кбит/с, входящие в состав систем низкоскоростной передачи речи.

Разборчивость речи - относительное количество правильно принятых элементов речи (звуков, слогов, слов, фраз), выраженное в процентах от общего числа переданных элементов.

Качество речи - параметр, характеризующий субъективную оценку звучания речи в испытуемой системе низкоскоростной передачи речи, выраженную в баллах по пятибалльной шкале или в процентах предпочтения при сравнении с эталонным трактом.

Эталонный тракт - тракт, показатели качества речи которого известны и с которым сравнивают оцениваемую систему низкоскоростной передачи речи.

Нормальный темп речи - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 2,4 с.

Ускоренный темп речи - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 1,5 - 1,6 с.

Выход в сеть ТФОП - организация взаимодействия между низкоскоростной цифровой системой и сетью ТФОП, при котором становится возможным установление соединения и передачи речевой информации между пользователем низкоскоростной цифровой системы и абонентом ТФОП.

Узнаваемость голоса говорящего - возможность слушателей отождествлять звучание голоса, принимаемого из телефонного тракта, с конкретным лицом, известным слушателю ранее.

Смысловая разборчивость - показатель степени правильного воспроизведения информационного содержания речи.

Интегральное качество речи - показатель, характеризующий общее впечатление слушателя от принимаемой речи.

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика.

ТФОП - телефонная сеть общего пользования.

ТЧ канал - канал тональной частоты с полосой пропускания 300 - 3400 Гц.

Низкоскоростные системы передачи речи. К низкоскоростным системам относят системы передачи речи, в которых речевой сигнал в цифровой форме передается со скоростью от 16 кбит/с и меньше до 0,6 - 0,8 кбит/с вместо стандартной скорости цифрового потока 64 или 32 кбит/с. При этом, в зависимости от метода обработки речевого сигнала и скорости цифрового потока, обеспечивается большой диапазон градаций разборчивости и качества переданной речи.

Все методы низкоскоростной передачи речи основаны на параметрическом кодировании, т. е. ее представлении не речевым колебанием, а набором медленно изменяющихся параметров, определяющих понятность речи и в ряде случаев узнаваемость говорящего, требующих для своей передачи меньшей скорости цифрового потока.

При представлении речи параметрическими методами из речевого сигнала исключается часть имеющейся в нем избыточности, но одновременно происходит и изменение его структуры, приводящее к изменению характера звучания переданной речи. Это изменение обычно тем сильнее, чем меньше скорость передающего речь цифрового потока. При скорости менее 2 кбит/с речь, как правило, имеет механическое, "роботоподобное" звучание.

Основным элементом систем низкоскоростной передачи речи являются низкоскоростные кодеки, преобразующие речевой сигнал в низкоскоростные цифровые потоки, передаваемые по цифровым каналам связи.

В ГОСТ Р 51061 - 97 для упрощения записи во всех случаях вместо термина "система низкоскоростной передачи речи" используется термин "низкоскоростной кодек" или "кодек".

 

ГОСТ Р 51061 - 97 позволяет оценить пригодность низкоскоростных систем передачи речи для выхода в телефонную сеть общего пользования только по критерию качества звучания передаваемой речи.

Другие параметры речевого сигнала (например, его задержка), также являющиеся определяющими при выходе данной системы в ТФОП, установлены соответствующими нормативными документами Министерства связи РФ и Рекомендациями МСЭ.