VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Метрологическая надежность закладывается при проектировании и разработке измерительных средств, обеспечивается в процессе изготовления и поддерживается правильной организацией эксплуатации этих измерительных средств.
Метрологическая надежность — это одно их основных средств изменений, зависящее от факторов.
На рисунке 1 приведены основные факторы, влияющие на метрологическую надежность СИ.
Для выявления наиболее значимых факторов, влияющих на метрологическую надежность СИ, применим метод, основанный на построении диаграммы Парето по результатам экспертных оценок.
Опрос экспертов проводился с помощью анкеты, содержащей 26 факторов, которые были проранжированы с учетом степени их влияния на метрологическую надежность СИ электрических величин. Были рассмотрены следующие факторы:
1 Вибрация
2 Удары
3 Температура
4 Влажность
5 Ионизирующее излучение
6 Пыль
7 Агрессивность химических веществ
8 Солнечное излучение
9 Шум
10 Напряжение питания и частота
11 Атмосферное давление
12 Механический износ
13 Диффузия компонентов
14 Коррозия (является следствием воздействия влажности и агрессивного влияния химических веществ)
15 Электролиз
16 Старение
17 Усталостные процессы
18 Состояние и здоровье
19 Собранность и внимательность
20 Сознательность
21 Способности
22 Компетентность
23 Эксплуатация не по назначению
24 Пределы измерений
25 Цикличность
26 Интенсивность
Матрица рангов, полученная из анкет, приведена в таблице 1.
Таблица 1
|
Эксперты |
Факторы |
|||||||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
|
|
1 |
4 |
6 |
9 |
3 |
2 |
8 |
1 |
7 |
5 |
|||||||||||||||||
|
2 |
5 |
4 |
8 |
6 |
3 |
7 |
2 |
1 |
||||||||||||||||||
|
3 |
2 |
1 |
9 |
8 |
4 |
7 |
6 |
3 |
5 |
|||||||||||||||||
|
4 |
7 |
8 |
11 |
9 |
10 |
4 |
6 |
5 |
2 |
3 |
1 |
|||||||||||||||
|
5 |
3 |
2 |
6 |
4 |
8 |
5 |
7 |
1 |
||||||||||||||||||
|
6 |
4 |
3 |
6 |
5 |
1 |
2 |
7 |
8 |
||||||||||||||||||
|
7 |
6 |
5 |
8 |
7 |
4 |
2 |
3 |
1 |
||||||||||||||||||
|
8 |
4 |
3 |
8 |
7 |
2 |
6 |
5 |
1 |
||||||||||||||||||
|
9 |
7 |
3 |
6 |
5 |
2 |
1 |
8 |
4 |
||||||||||||||||||
|
10 |
5 |
4 |
8 |
6 |
1 |
3 |
7 |
2 |
||||||||||||||||||
Проанализировав таблицу 1, удалим незначимые факторы (5,6,7,8,9,11,12,13,14,15,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26) (таблица 2).
Таблица 2
|
Эксперты |
Факторы |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
10 |
16 |
|
|
1 |
4 |
6 |
9 |
3 |
1 |
5 |
|
2 |
5 |
4 |
8 |
6 |
7 |
2 |
|
3 |
2 |
1 |
9 |
8 |
7 |
3 |
|
4 |
7 |
8 |
11 |
9 |
6 |
3 |
|
5 |
3 |
2 |
6 |
4 |
7 |
1 |
|
6 |
4 |
3 |
6 |
5 |
7 |
8 |
|
7 |
6 |
5 |
8 |
7 |
4 |
1 |
|
8 |
4 |
3 |
8 |
7 |
6 |
5 |
|
9 |
7 |
3 |
6 |
5 |
8 |
4 |
|
10 |
5 |
4 |
8 |
6 |
3 |
7 |
Проранжируем таблицу 2 после всех изменений (таблица 3).
Таблица 3
|
Эксперты (m=10) |
Факторы (n=6) |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
10 |
16 |
|||||||
|
1 |
3 |
5 |
6 |
2 |
1 |
4 |
||||||
|
2 |
3 |
2 |
6 |
4 |
5 |
1 |
||||||
|
3 |
2 |
1 |
6 |
5 |
4 |
3 |
||||||
|
4 |
3 |
4 |
6 |
5 |
2 |
1 |
||||||
|
5 |
3 |
2 |
5 |
4 |
6 |
1 |
||||||
|
6 |
2 |
1 |
4 |
3 |
5 |
6 |
||||||
|
7 |
4 |
3 |
6 |
5 |
2 |
1 |
||||||
|
8 |
2 |
1 |
6 |
5 |
4 |
3 |
||||||
|
9 |
5 |
1 |
4 |
3 |
6 |
2 |
||||||
|
10 |
3 |
2 |
6 |
4 |
1 |
5 |
||||||
|
∑ |
30 |
22 |
55 |
40 |
36 |
27 |
∑∑=210 |
|||||
|
Δ |
-5 |
-13 |
20 |
5 |
1 |
-8 |
S=684 |
|||||
|
Δ2 |
25 |
169 |
400 |
25 |
1 |
64 |
||||||
n – число оцениваемых факторов (n=6);
m – количество экспертов (m=10);
∑ – сумма рангов j-го фактора
Δ – отклонение суммы рангов j-го фактора
– средняя сумма рангов всех факторов
Отклонение суммы рангов вычисляется по формуле:
Значения коэффицента конкордации заключены в интервале 0≤W≤1.
Коэффициент конкордации определяется по формуле:
Несмотря на то, что полученное значение коэффициента конкордации отличается от нуля, проверим его значимость по χ2-критерию (эмпирическое значение):
χ2=m·(n-1)·W
χ2=10·(6-1)·0,391=19,543
С учетом 5%-го уровня значимости и числа степеней свободы f=n-1=5 табличное значение критерия χ2 = 11,071. Эмпирическое значение χ2 = 19,543 попадает в критическую область.
11,071 19,543 χ2
Следовательно, мнение экспертов согласовано и является достоверным.
Построим диаграмму Парето рангов для рассматриваемых факторов (рисунок 2).
Рисунок 2
По результатам построенной диаграммы Парето было установлено, что наиболее значимыми факторами, влияющими на метрологическую надежность СИ являются факторы 3, 4, 10, 1. Данные факторы целесообразно рассматривать при планировании и организации экспериментальной оценки метрологической надежности СИ.
1