Материал: Метрология-681.2.М54 - часть 1

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Реализация этой гипотезы позволяет для каждого i

выбрать границы i ,

для рез

рез

 

 

 

 

 

m

 

 

рез k

bi2 i2 ,

(3.12)

 

 

i 1

 

где k – поправочный коэффициент, зависящий от числа компонентов и доверительной вероятности.

Зависимость k от числа компонентов слабая. Значения k при доверительной вероятности приведены в табл. 3.3.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3.3

 

Значение коэффициента k в зависимости

 

 

 

 

от доверительной вероятности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доверительная

 

0,9

0,95

0,99

 

0,9978

вероятность

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение

 

0,95

1,13

1,49

 

1,73

коэффициента

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат измерения при доверительной вероятности Р записывается в

виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х х рез

 

(3.13)

Значения х и рез округляются в соответствии с правилами (прил. 4).

2.2.План выполнения рабты

1)Собрать схему для измерения падения напряжения на резисторе

(рис. 3.2).

2)В табл. 3.4 записать исходные данные для проведения метрологических исследований:

а) номинальное значение сопротивления резистора Rном (модели) и модельной погрешности ± ∆R;

б) внутреннее сопротивление вольтметра rv и погрешность r , оп-

IA

R

 

A

 

 

UV

Uист

V

 

rv

Рис. 3.2.

Схема измерений

ределяемую размытостью внутреннего сопротивления вольтметра; в) номинальное значение вольт-метра UN;

г) максимальное число делений шкалы вольтметра αmax; д) класс точности вольтметра Kп .

3) Получить по одному результату наблюдения UV и IА на двух различных

резисторах. Результаты вычислений свести в табл. 3.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3.4

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для метрологических исследований

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

Rном±∆R,

rV,

 

 

r ,

 

UN,

 

αmax,

Kп ,

 

 

UV,

 

IА,

 

опыта

 

 

 

Ом

Ом

 

 

%

 

В

 

дел

%

 

 

В

 

А

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты вычислений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c ,

 

1

,

2 ,

 

3 ,

 

4

,

 

рез , %

рез , В

 

 

U U рез , В

 

 

 

 

при Р

при Р

 

 

при Р

 

 

В

 

%

 

%

 

%

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,95

 

0,99

0,95

 

0,99

 

0,95

 

0,99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Рассчитать методическую погрешность при определении результатов наблюдений.

Действительное значение напряжения на сопротивлении R

I AR( Rа Rном rv )

U0

 

Rном

rv

.

(3.14)

 

 

 

 

Rа Rном

Абсолютная погрешность измерения

c U0 UV .

(3.15)

5) Определить поправку c и оценку результатов измерения U. Поправка

определяется из соотношения:

 

c c .

(3.16)

Оценка результата наблюдений

 

U UV c .

(3.17)

6) Определить составляющие неисключенных остатков:

а) инструментальную погрешность 1 , вносимую классом точности изме-

рительного прибора max .

Инструментальная погрешность определяется по формуле:

 

 

 

 

 

KПU N

;

(3.18)

 

 

1

 

UV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) личностную погрешность (оператора) 2 .

 

Погрешность оператора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

CV

100 % ,

(3.19)

2

 

 

 

 

 

UV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где СV – постоянная вольтметра, В/дел.;

в) инструментальную погрешность 3 , определяемую размытостью значения внутреннего сопротивления вольтметра (принять r = 0,02 %);

г) погрешность модели 4 , определяемую размытостью модели R .

7) Определить результирующую погрешность неисключенных остатков при Р = 0,95; 0,99 по выражению:

 

n

 

рез k

bi2 i2 ,

(3.20)

 

i 1

 

где bi 1 (при нормальном законе распределения); k – поправочный коэффициент (см. табл. 3.3).

8) Записать результат в измерения при Р = 0,95; 0,99. Результат измерения представить в виде:

U U рез ,

(3.21)

где рез – граничное значение случайной величины,

 

 

 

резU

.

(3.22)

рез

 

 

100

 

 

 

 

 

 

9)Показать на графике границы изменения значения измеряемой величи-

ны при Р = 0,95; 0,99.

10)Результаты вычисления свести в табл. 3.5.

2.3.Контрольные вопросы

1)Понятие систематической погрешности.

2)Классификация систематической погрешности по возможности

ееучета.

3)Порядок обработки однократных наблюдений.

4)Оценка результирующей систематической погрешности и внесение

поправок.

5)Форма представления результата измерения.

6)Вывести формулу для расчета абсолютной погрешности, если в схеме присутствует источник тока.

Лабораторная работа 3

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МЕТОДОМ ДВУХ ПРИБОРОВ

Цель работы : изучение косвенного метода измерения сопротивления амперметром и вольтметром, выбор рациональной схемы включения приборов. Оценка точности измерения.

3.1. Основные теоретические положения

Измерение сопротивления rx с использованием амперметра и вольтметра производят по схеме, представленной на рис. 3.3. В основу метода положен закон Ома, согласно которому значение измеряемого сопротивления rx' определяется по показаниям измерительных приборов:

r'

 

U

.

(3.23)

 

x

 

I

 

 

 

 

Точность измерения сопротивления этим способом сравнительно невысока, она ограничена классом точности измерительных приборов и систематической

погрешностью

метода,

которая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обусловлена влиянием

собствен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных сопротивлений амперметра ra

 

 

 

 

 

 

 

П

 

 

и вольтметра

rv на

результат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

rx

измерения. Систематическая пог-

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

решность самого метода измере-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния исключается при учете этих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивлений

измерительных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приборов.

 

Рис. 3.3. Измерение сопротивления

При

расположении ручки

 

 

методом двух приборов

 

 

 

 

 

 

переключателя П в положении 1

 

 

 

 

 

(см. рис. 3.3) неизвестное сопротивление рассчитывается по формуле:

 

 

r

U Ira

 

U

.

(3.24)

 

 

 

 

x

I

 

I

 

 

 

 

 

Относительная систематическая погрешность метода, на величину кото-

рой внесена поправка, в этом случае определяется по формуле:

 

 

 

r, r

100 %

 

r

 

100 %

 

 

δ=

x

x

 

a

 

(3.25)

 

 

rx

 

rx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Когда переключатель П находится в положении 2,

 

 

 

 

 

rx

 

U

 

 

U

 

.

 

 

(3.26)

 

 

 

 

 

U

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rv

 

 

 

 

 

 

 

Относительная систематическая погрешность метода, на величину кото-

рой внесена поправка, в этом случае определяется по уравнению:

 

 

r, r

100 %

 

r

 

 

 

100 % .

 

δ=

x

x

 

 

x

 

 

 

(3.27)

r

 

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

v

 

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16442569/