Поделиться Поделиться

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору

Інструкція для виконання практичної роботи №2

1. Мета :придбати практичні навики роботи вольтметром і амперметром, освоїти методику обробки результатів вимірювань.

2. Матеріально-технічне та навчально- методичне забезпечення:

1.1 Калькулятор

1.2 Таблиці вибору значень

1.3 Аркуш формату А4

1.4 Вимірювальні прилади

1.5 Схема вимірювань

3. Теоретичні відомості:

Результат будь-якого виміру завжди буде відрізнятися від дійсного значення вимірюваної величини. Це розходження являє собою похибку виміру. Залежно від числового виразу розрізняють похибки: абсолютні, відносні і приведені.

Абсолютна похибка

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 1 (%),  

де Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 2 – показ приладу або результат виміру; Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 3 – дійсне значення вимірюваної величини.

Відносна похибка

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 4 (%).  

Приведена похибка

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 5 (%),  

де Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 6 – нормуюче значення, яке для приладів дорівнює кінцевому значенню діапазону вимірів або номінальному значенню вимірюваної величини.

Похибка вимірювального приладу, обумовлена класом точності, і похибка виміру цим приладом фізичної величини не збігаються.

Відносна похибка виміру фізичної величини оцінюється за формулою

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 7 (%),  

де γ – гранично допустиме значення основної похибки або клас точності приладу.

Відносна похибка виміру струму, напруги оцінюється за формулами

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 8 (%);  
Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 9 (%);  

де Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 10 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 11 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 12 – клас точності відповідного приладу; Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 13 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 14 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 15 – кінцевий діапазон виміру величини; Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 16 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 17 , Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 18 – вимірюване значення величини.

При непрямих вимірах відносні похибки оцінюють іншим чином. Визначаючи, наприклад, опір за показами амперметра, вольтметра і ватметра, обчислення виконують за однією з нижченаведених формул

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 19 ;  

Відносна похибка виміру опору, відповідно, оцінюється за однією з формул

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 20 ;  

Причин виникнення похибок багато і вони мають як об’єктивний, так і суб'єктивний характер, але у всіх випадках мають дві складові: систематичні похибки, що можуть бути враховані і виключені з результатів вимірів, і випадкові, які не можуть бути виключені з результатів вимірів, але їх можна зменшити застосуванням методів теорії імовірності і математичної статистики при обробці результатів виміру.

У цій роботі при обліку випадкових похибок окремі досліди розглядаються як випадкові величини, розподілені за нормальним законом.

За результатами спостережень необхідно виконати такі операції:

1. Результати спостережень занести до таблиці і виключити з них систематичні і грубі похибки, в результаті чого отримаємо виправлені спостереження, з якими будемо проводити подальші операції.

2. Визначити середнє арифметичне результатів спостережень, що буде точковою оцінкою дійсного значення вимірюваної величини

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 21 .  

3. Обчислити середнє квадратичне відхилення результатів окремих спостережень

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 22 ,  

де n – число спостережень; Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 23 – окреме спостереження вимірюваної величини; Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 24 – середнє арифметичне.

4. Визначити середнє квадратичне відхилення результатів вимірів

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 25 .  

5. Визначити довірчий симетричний інтервал, в який із заданою імовірністю Р попадає дійсне значення вимірюваної величини. Шуканий довірчий інтервал визначається за формулою

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 26 ,  

де Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 27 – коефіцієнт Стьюдента, який знаходять з відповідних таблиць залежно від довірчої ймовірності Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 28 і числа ступенів свободи ( Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 29 ).

6. Записати результат виміру

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 30 . 4 Хід роботи  

4.1 Ознайомитися з цифровим вольтметром і електронним амперметром. Записати технічні і метрологічні характеристики приладів.

4.2 Вивчити порядок роботи з цифровим вольтметром і електронним амперметром.

4.3 Зібрати електричне коло за схемою (рис. 1.1) і після її перевірки викладачем зняти 15-20 показів вольтметра і амперметра. Напругу змінювати лабораторним автотрансформатором.

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 31

Рисунок 1.1

4.4 За результатами спостережень, використовуючи формули (1.5); (1.6); (1.8); (1.11), обчислити відносні похибки виміру струму, напруги і опору, значення вимірюваного опору. Результати спостережень і розрахунків занести до табл. 1.2, 4.5 Цифровим вольтметром В7-27 зробити прямий замір опору Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 32 .

Таблиця 1.1

Номер спостереження Результати вимірів Результати обчислень
Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 33 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 34 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 35 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 36 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 37 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 38 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 39 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 40 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 41 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 42
В В А Ом Ом % % % % %
:
:

4.6 Побудувати графіки залежностей

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 43 .  

Проаналізувати і пояснити отримані результати.

4.7Використовуючи дані табл. 1.1, за формулами (4) і (5) знайти середнє ариф­метичне і оцінку середнього квадратичного відхилення вимірюваного опору. Цю операцію проводити, використовуючи таблицю 1.3.

Таблиця 1.2

Номер спостереження Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 44 , Ом Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 45 , Ом Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 46 , Ом
вх вих вх вих вх вих
:
:
Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 47 Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 48

4.8 За формулами (6) і (7) визначити оцінку середнього квадратичного відхилення результату виміру опору R і довірчий інтервал ΔR при заданій ймовірності Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 49 .

4.9Записати результат виміру опору

Тема: Обробка результатів прямих і непрямих вимірів опору - Инвестирование - 50 .  

4.10Вимірити той же опір 15-20 разів мостом постійного струму або цифровим омметром і обробити результати вимірів, як було показано вище. Результати спостережень і розрахунків записати до таблиці, яка аналогічна табл. 1.3.

4.11 Порівняти результати обробки експериментальних даних прямих і непрямих вимірів опору резистора.

4.12Для визначення коефіцієнта Стьюдента користатися таблицю 1.3.

Таблиця 1.3

n – 1 р=0,95 р=0,99 n – 1 р=0,95 р=0,99
3,18 5,84 2,23 3,17
2,78 4,60 2,20 3,11
2,57 4,03 2,18 3,05
2,45 3,71 2,16 3,01
2,36 3,50 2,14 2,98
2,306 3,25 2,13 2,95
2,26 3,25 2,12 2,92
2,11 2,90 2,08 2,84

Висновки до роботи

6 Контрольні запитання

1. Позначення і одиниці виміру електричних і магнітних величин.

2. Прямі, непрямі і сукупні виміри.

3. Методи виміру.

4. Засоби вимірів, їхня класифікація.

5. Абсолютна, відносна і приведена похибки.

6. Відносні похибки виміру струму, напруги і потужності.

7. Порядок обробки результатів прямих вимірів.

Порядок обробки результатів непрямих вимірів

Література

1 Поліщук Є.С. Метрологія та вимірювальна техніка - Львів: Видавництво Бескид Біт, 2003р 544с.

2 Кухарчук В.В. Метрологія та вимірювальна техніка - Вінниця: УНІВЕРСУМ, 2004 -252с.

3 Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологическиеизмерения и приборы.- М.: Высш. шк., 1989.- 456с

← Предыдущая страница | Следующая страница →