Estimation of the type B uncertainty based on components of additive and multiplicative errors

2015;
: pp. 36-42
1
Vinnytsia National Technical University, Ukraine

A method for conversion additive and multiplicative constituents of errors, analytical expressions are obtained by decomposition of the corresponding transformation equations in Taylor series in a standard uncertainty of type B. Decomposition of transformation equations used means of measuring in the Taylor series allows to obtain analytical expressions of basic static characteristics of the means of measuring on the basis of which it is possible to explore the characteristics of changes in the sensitivity of means of measuring, the nominal conversion function, influencing coefficients, additive and multiplicative errors in a deviation of influencing parameters on their nominal values. This method has been tested in the evaluation of static characteristics of measuring angular velocity. It allows you to represent the characteristics of precision of means of measurements in accordance with the requirements of international standards to assess the quality of measurements. These mathematical expressions allow investigation of basic metrological characteristics of a measuring angular velocity, and the causes and conditions that lead to increased measurement errors in the angular velocity of electric motors to be identified. To represent standard uncertainty of type B, which is caused by the presence of additive and multiplicative errors in the measurement means, mathematical expressions are proposed that allow recalculation of these errors to standard uncertainty. The mathematical expressions were tested using the example of the recalculation of additive and multiplicative errors of the measurement means of the torque in the standard uncertainty of type B. The resulting mathematical tools and characteristics of change of the basic static metrological measuring means for angular velocity give us the opportunity to identify the causes of increase in error in the measurement of angular velocity in electric motors. This enables us to explore how to diminish or eliminate them, and also to synthesise measuring means angular velocity with standardised metrological characteristics. To convert received instrumental error components measuring angular velocity in a standard uncertainty of type B and presentation characteristics of precision measuring instruments in accordance with the requirements of international standards to assess the quality of measurements suggested model equations given in the article. On the basis of the proposed model equations executed counts additive and multiplicative error components measuring the angular speed of the combined standard uncertainty of type B, which is caused by the presence of the instrumental components of errors in deviation vlyayuschih magnitude of its nominal value. The studies found that the type B standard uncertainty is 3.38 rad/s in the range of conversion from 0 to 100 rad/s rejecting influence quantity β from its nominal value of 0.01 radians.

1. Метрологічне забезпечення вимірювань і контролю : [ навчальний посібник ] / Є. Т. Володарський, В. В. Кухарчук, В. О. Поджаренко, Г. Б. Сердюк. – Вінниця: ВДТУ, 2001. – 219 с.

2. Метрологія та вимірювальна техніка : [підручник] / Є. С. Поліщук, М. М. Дорожовець, В. О. Яцук, В. М. Ванько, Т. Г. Бойко; ред. проф. Є. С. Поліщука. – Львів: Бескит Біт, 2003. –
544 с.

3. Васілевський О. М. Дослідження статичних метрологічних характеристик засобу вимірювання кутової швидкості // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2012. – № 6. – С. 26–30.

4. Васілевський О. М., Кулаков П. І. Елементи теорії підвищення точності вимірювання та cинхронізації кутових швидкостей роторів взаємозв’язаних електромоторів : [монографія]. – Вінниця: ВНТУ. – 2011. – 176 с.

5. Васілевський О. М. Методика перерахунку адитивної та мультиплікативної складових похибки засобу вимірювання в інструментальну складову непевності / О. М. Васілевський, В. Ю. Кучерук // VІІІ Міжнародна науково-практична конференція “Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси” (ІІРТК-2015). – Київ: НАУ. – 2015. – С. 68–69. 

6. Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement : JCGM 100:2008. – Sevres: JCGM, 2008. – 120 р.

7. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement: First edition. – ISO, Switzerland. – 1993. – 101 р.

8. Васілевський О. М. Алгоритм оцінювання невизначеності у вимірюваннях при виконанні метрологічних робіт // Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія. – № 3 (7). – 2006. – С. 147–151.

9. Васілевський О. М, Кучерук В. Ю., Володарський Є. Т. Основи теорії невизначеності вимірювань : [підручник]. – Вінниця : ВНТУ, 2015. – 239 с.

10. Vasilevskyi O. M. Calibration method to assess the accuracy of measurement devices using the theory of uncertainty // International Journal of Metrology and Quality Engineering 5.04 (2014): 403.