Лекция №2. Содержание и этапы обработки данных при измерениях

Содержание и этапы обработки данных при измерениях.

Ж) обеспечение требуемых условий или создание возможности контроля.

В рамках принятой модели объекта исследователь может формально поставить измерительную задачу, что дает возможность планировать измерение.

Наиболее важным является формирование модели, особенно при решении сложных измерительных задач и исследование сложных объектов. Модель объекта формируется на основе априорных данных. Измеряемая величина определяется с помощью принятой модели объекта как параметр или характеристика объекта. Выбор измеряемой величины может быть неоднозначным даже при фиксированной модели объекта.

2. Планирование измерения в зависимости от вида и сложности задачи выполняется в такой последовательности:

а) выбор методов измерений непосредственно измеряемых величин (аргументов), возможных типов средств измерений.

б) априорная оценка погрешности измерения.

в) формулирование требований к метрологическим характеристикам средств измерений и условиям измерения

г) выбор СИ в соответствии с указанными требованиями

д) выбор параметров измерительной процедуры: числа наблюдений для каждого аргумента, моментов времени и точек выполнения наблюдений.

3. Измерительный эксперимент представляет собой измерение в узком смысле. Можно выделить основные измерительные операции, из которых состоит конкретная измерительная процедура, а именно: измерительные преобразования, воспроизведение физической величины заданного размера, сравнение величин.

В алгоритме измерения естественно выделяют две части, различающиеся по и методам и средствам реализации. Одна часть- преобразование измерительного сигнала, представляющего измеряемую физическую величину в совокупности измерительных данных. Эта часть реализуется с помощью СИ. Вторая часть алгоритма - преобразование совокупных данных (априорных и данных наблюдения) в совокупность результата измерения и оценка его погрешности. Эта часть реализуется путем обработки данных.

Часть алгоритма измерения, остающаяся за рамками аппаратурной реализации, выполняется на этапе обработки. Важной особенностью его содержания является то, что он включает в себя корректирующие процедуры Они направлены на учет отклонений реальных свойств средств и условий измерения от свойств моделей.

Обработка данных при измерениях представляет собой заключительный этап измерительной процедуры, на котором по экспериментальным данным, полученным на предыдущем этапе, с помощью математических методов получают искомый результат измерения и показатели его погрешности.

Содержание и объем обработки данных могут быть различны в зависимости от категории и вида измерения, объема и свойств экспериментальных данных, наличия априорной информации и требования к точности измерений. Всегда наиболее существенным действием является вычисление результата измерения и показателей его погрешности согласно определенному алгоритму. Это является обработкой данных в узком смысле.

Алгоритм обработки во многих случаях бывает задан. Однако при измерениях высшей точности часто алгоритм заранее неизвестен. Тогда необходимо предусмотреть выбор рационального алгоритма из нескольких возможных или даже построение нового алгоритма, для заданной задачи. Для многих измерений необходимы также предварительный анализ имеющейся информации и введение возможных поправок на систематические погрешности. Кроме того, для точных или аттестационных измерений важен анализ полученных результатов обработки.

Т.о. в общем случае обработка данных осуществляется в последовательности, которая отражает логику решения измерительной задачи:

1) предварительный анализ информации, полученной на предыдущих этапах измерения;

2) вычисление и внесение возможных поправок на систематические погрешности;

3) формулирование и анализ математической задачи обработки данных;

4) построение или уточнение возможных алгоритмов обработки данных, т.е. алгоритмов вычисления результата измерения и показателей его погрешности;

5) анализ возможных алгоритмов обработки и выбор одного из них на основании известных свойств алгоритмов, априорных данных о погрешностях и предварительного анализа экспериментальных данных;

6) проведение вычислений согласно принятому алгоритму; в итоге получают значение измеряемой величины и показатели погрешности измерения;

7) анализ и содержательная интерпретация полученных результатов;

8) запись результата измерения и показателей погрешности в соответствии с установленной формой представления.