метрология. Метрология. 4 задачи и теоретический вопрос. 1. Электроннолучевой осциллограф
 Скачать 130.23 Kb.
|
|
1.Электронно-лучевой осциллограф Электронно-лучевой осциллограф — прибор для визуального наблюдения электрических процессов, представленных в форме напряжения, а также измерения различных параметров сигналов, определяющих их мгновенные значения и временные характеристики. Кроме того, осциллограф может быть использован для измерения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями, частоты и составляющих комплексного сопротивления. Электронно-лучевые осциллографы строятся на основе электронно-лучевых трубок. Отклонение электронного луча осуществляется непосредственно электрическим сигналом и является практически безынерционным. Исследуемый процесс отображается на люминесцентном экране и может быть зарегистрирован фотографическими средствами. Основным узлом электронно-лучевого осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), представляющая собой стеклянную вакуумированную колбу, внутри которой имеются источник электронов, система формирования узкого электронного луча, отклоняющие пластины и люминесцентный экран 2. ЭДС источника с неизвестным внутренним сопротивлением измеряется дважды вольтметром на пределах 150 и 500 В с выходным сопротивлением 150 и 500 кОм соответственно. Класс точности вольтметра 2,5. Найти величину ЭДС и максимальные значения абсолютной и относительной погрешности, если показания вольтметра составляли 150 и 400 В. Решение При U =150 ΔU=150-150=0; δ=150/150x2,5=2,5 При U =500 ΔU=500-400=100 δ=500/100x2.5=12,5 3. Определить значения методической и инструментальной погрешности косвенного измерения сопротивлений 1 МОм и помощью амперметра и вольтметра по двум возможным схемам. Сопротивление амперметра 200 Ом, сопротивление вольтметра 100 кОм; напряжение источника питания 10 В; конечные значения диапазонов измерения амперметра: 10 мкА; вольтметра 10 В. Классы точности: амперметра 1,5, вольтметра 1,5. Нарисовать схемы.  Пусть использован амперметр с внутренним сопротивлением R A = 200 Ом. Показания вольтметра и амперметра, соответственно, U = 10 В, I = 0,02 A. Вычисленная по этим показаниям мощность Р = U· I = 500 Вт. Абсолютная методическая погрешность D = I2 ·R A =0,016·200 = 32 Вт , что составляет + 8% от результата измерения (относительная методическая погрешность d ). Причем, в данном случае, при точном знании RA, знак и значение этой погрешности известны точно. Таким образом, эту составляющую в этом примере можно полностью скомпенсировать (простым уменьшением вычисленного значения на значение D = 32 Вт ) . 4. Найти доверительный интервал относительной случайной погрешности результата 11-ти кратного измерения сопротивления резистора, если оценка среднего квадратического отклонения равна 2,0 Ом. Закон распределения случайных погрешностей нормальный. Доверительную вероятность принять равной 0,9; 0,95; 0,98. Среднее арифметическое значение результата измерения 282,5 Ом. При нормальном законе распределения доверительный интервал  имеет доверительную вероятность  =0,9973, что означает, что из 370 случайных погрешностей только одна по абсолютному значению будет больше  . На основании этого основан один из критериев грубых погрешностей, когда остаточная погрешность какого-либо результата измерения превышает значение  , то этот результат считается промахом и исключается из ряда измерений.Для известного числа измерений  получены значения   и  . Определить вероятность того, что имеет место неравенство 1,26 1,28.Так как  , то  0,01/0,025=0,4. Используя таблицу интеграла вероятности, находим  . Следовательно, около 30% общего числа измерений будут иметь случайную погрешность  , не превышающую ±0,01.5. Класс точности цифрового вольтметра 0,2/0,1. Определить абсолютную погрешность и записать результат, если на диапазоне измерения 0 … 10 В вольтметр показывает 5,872 В. Значение абсолютной погрешности известно из условий задачи (V=1 В) и считается одинаковым для всех измеренных значений напряжения; это значение заносим во все ячейки второго столбца. Значения относительной погрешности будем рассчитывать по формуле:  .При V=0 В получаем:  .При V=10 В получаем:  .Так как диапазон измерений вольтметра – (0…1) В, то шкала вольтметра содержит нулевую отметку, следовательно, за нормирующее значение принимаем размах шкалы прибора, т. е.  .Так как величины V и VN постоянны при любых измеренных значениях напряжения, то величина приведенной погрешности так же постоянна и составляет  . |