Главная страница
Навигация по странице:

  • Программа выполнения лабораторной работы

  • Сведения об используемых методах измерений

  • Метрологические характеристики используемых приборов

  • Решение контрольной задачи

  • Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями

  • Вычисление доверительных границ погрешности результата измерения

  • Математический алгоритм обработки результатов наблюдений

  • Выполнение лабораторной работы

    		•

    Метрология. ЛР1-4 (отчет) ММП-71 Югай ЛВ. Лабораторная работа 1. 4 Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями по курсу Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях


    Скачать 297.2 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 1. 4 Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями по курсу Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях
    АнкорМетрология
    Дата03.04.2023
    Размер297.2 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛР1-4 (отчет) ММП-71 Югай ЛВ.docx
    ТипЛабораторная работа
    #1034068

    Федеральное агентство связи

    Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего профессионального образования

    «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

    (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»)
    Кафедра ПДС и М

    Лабораторная работа №1.4

    «Упрощенная процедура обработки результатов прямых

    измерений с многократными наблюдениями»

    по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях»

    Вариант 60


    Выполнил:

    студент гр. ММП-71

    Югай Л.В.

    с/б № 21170060

    Проверил:

    доцент кафедры ПДС и М

    Запасный И. Н.

    Дата сдачи: 26.03.2020

    Новосибирск, 2020

    Цель работы: ознакомление с упрощенной процедурой обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. Получение, применительно к упрощенной процедуре, навыков обработки результатов наблюдений, оценки погрешностей результатов измерений.

    Программа выполнения лабораторной работы:

    1. Выполнить независимые многократные наблюдения в автоматическом режиме

    2. Произвести автоматизированную упрощенную процедуру обработки результатов независимых многократных наблюдений

    3. Оформить полученные результаты в отчете

    4. Провести анализ и сделать выводы по работе

    Сведения об используемых методах измерений:

    Модель электронного цифрового мультиметра используется для прямых измерений постоянного электрического напряжения методом непосредственной оценки. Измеряют постоянное напряжение, значение которого лежит в диапазоне от 20 до 60 мВ. В этом случае для проведения измерений используется цифровой вольтметр. для уменьшения трудоемкости измерений выбран такой режим его работы, когда по стандартному интерфейсу осуществляется автоматическая передача результатов наблюдений от модели цифрового мультиметра к устройству цифровой обработки измерительной информации (УЦОИИ).

    УЦОИИ выполняет следующие функции:

    1. Автоматический сбор измерительной информации от цифрового мультиметра;

    2. Цифровая обработка собранной измерительной информации по заданному алгоритму;

    3. Отображение результатов обработки измерительной информации на экране индикатора УЦОИИ.

    4. Модель делителя напряжения осуществляет ослабление напряжения с коэффициентом деления К = 1:500 (Uвых = Uвх/500).

    Метрологические характеристики используемых приборов:

    1. Диапазон пределов измерения: от 1,0 мВ до 200 В

    2. Поддиапазоны измерения: от 0,0 мВ до 199,9 мВ; от 0,000 до 1,999 В; от 0,00 В до 19,99 В; от 0,0 В до 199,9 В; от 0 В до 19,99 В.

    3. Диапазон рабочих частот: 20 Гц – 100 кГц

    4. Пределы допускаемых значений основной относительной погрешности при измерении напряжения равны:

    ,

    где Uk – конечное значения установленного предела измерений,

    U – значение измеряемого напряжения на входе мультиметра.

    1. Диапазон регулировки выходного напряжения от 0 В до 30 В с двумя под­-диапазонами, первый - от 0 В до 15 В и второй - от 15 В до 30 В;

    2. Максимальная величина выходного тока до 2 А;

    3. Внутреннее сопротивление не более 0,3 Ом.

    Схема измерения:



    Рисунок 1 – схема соединения приборов

    Решение контрольной задачи:

    Дано:

    Предельное значение шкалы = 150 Гц;

    Номера наблюдений i = 6-10;

    Доверительная вероятность P=0,999;

    Класс точности СИ γ = 0,05 %.

    Таблица 1 – Промежуточные вычисления

    № пп
    № измерения, i
    Значения , Гц
    , м


    1
    6
    114.31
    114.31-114.28=0.03
    0.0009

    2
    7
    114.28
    114.28-114.28=0
    0

    3
    8
    114.25
    114.25-114.28=-0.03
    0.0009

    4
    9
    114.30
    114.30-114.28=0.02
    0.0004

    5
    10
    114.27
    114.27-114.28=-0.01
    0.0001












    Решение:

    1. Среднее арифметическое результатов многократных наблюдений:

    Гц

    1. Оценка СКО результата наблюдений:

    0.0239

    Округляем в большую строну, так как погрешность округления меньше 5%



    1. Оценка СКО результата измерения:



    Округляем в большую строну, так как погрешность округления меньше 5%



    1. Доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения для P = 0,999 и n = 5 квантиль распределения Стьюдента



    Округляем в большую строну, так как погрешность округления меньше 5%



    1. Предел допускаемой абсолютной погрешности средства измерений:



    1. Доверительные границы суммарной погрешности:





    Округляем в меньшую строну, так как погрешность округления больше 5%





    1. Округляю согласно МИ 1317-2004 и записываю результат:

    f = (114,28 0.12) Гц; P = 0,999; условия измерения нормальные.

    f = 114,28 Гц 0.86 %; P = 0.999; условия измерения нормальные.

    Таблица 2 – Результаты решения задачи

    Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями

    Наименование
    Значение

    Число многократных наблюдений
    5

    Среднее арифметическое результатов наблюдений, Гц


    Оценка СКО ряда наблюдений, Гц


    Оценка СКО результата измерения, Гц


    Вычисление доверительных границ погрешности результата измерения

    Доверительная вероятность
    0.999

    Квантиль распределения Стьюдента


    Доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерений, Гц


    Предел допускаемой абсолютной погрешности средства измерений (инструментальная погрешность), Гц


    Отношение предела допускаемой абсолютной погрешности средства измерения к доверительной границе случайной составляющей погрешности результата измерений
    0,79

    Доверительные границы абсолютной погрешности результата измерений, Гц
    0,13

    Результаты измерений, Гц
    f = (114,28 0.12) Гц;

    P = 0,999; условия измерения нормальные.

    f = 114,28 Гц 0.86 %;

    P = 0.999; условия измерения нормальные.

    Математический алгоритм обработки результатов наблюдений:

    1. Упрощенная процедура обработки прямых измерений с многократными наблюдениями (для ) за результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов наблюдений:

    2. Вычисляют оценку СКО результата наблюдений

    3. Вычисляют оценку СКО результат измерения

    4. Находят границы доверительного интервала случайной составляющей погрешности результата измерений с помощью квантилей распределения Стьюдента для заданной вероятности P и числа наблюдений n:

    5. Находят инструментальную погрешность и результирующую границы погрешности результата измерений:

    Выполнение лабораторной работы:

    Дано:

    Число наблюдений – 8, 18, 29

    U = 25 мВ

    Р = 0,980

    Таблица №3 – Значения, полученные при выполнении работы

    Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями

    Наименование
    Значение

    Число многократных наблюдений
    8
    18
    29

    Среднее арифметическое результатов наблюдений, мВ
    24,8968
    25,0060
    25,0510

    Оценка СКО ряда наблюдений, мВ
    0,0651
    0,0423
    0,0907

    Оценка СКО результата измерения, мВ
    0,0230
    0,0100
    0,0168

    Вычисление доверительных границ погрешности результата измерения

    Доверительная вероятность
    0,980

    Квантиль распределения Стьюдента
    2,9979
    2,5669
    2,4671

    Доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерений, мВ
    0,0690
    0,0256
    0,0416

    Предел допускаемой абсолютной погрешности средства измерений (инструментальная погрешность), мВ
    0,0475
    0,0475
    0,0475

    Отношение предела допускаемой абсолютной погрешности средства измерения к доверительной границе случайной составляющей погрешности результата измерений
    0,6876
    1,8579
    1,1432

    Доверительные границы абсолютной погрешности результата измерений, мВ
    0,08380,084
    0,05390,054
    0,06310,064

    Результаты измерений, мВ
    U = (24,897 0,084) мВ;

    P = 0,980; условия измерения нормальные

    U = 24,897 мВ 0,24%;

    P = 0,980; условия измерения нормальные
    U = (25,006 0,054) мВ;

    P = 0,980; условия измерения нормальные

    U = 25,006 мВ 0,19%;

    P = 0,980; условия измерения нормальные
    U = (25,051 0,064) мВ;

    P = 0,980; условия измерения нормальные

    U = 25,051 мВ 1,4 %;

    P = 0,980; условия измерения нормальные

    Расчет погрешности округления для доверительных границ абсолютной погрешности результата измерений:







    Вывод: В данной лабораторной работе мы ознакомились с упрощенной процедурой обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. Получили, применительно к упрощенной процедуре, навыки обработки результатов наблюдений, оценивания погрешностей результатов и измерений и планирования количества наблю­дений. Определили СКО результатов наблюдения и измерения, доверительные границы результата измерений с помощью доверительной вероятности и коэффициента Стьюдента для 8, 18 и 29 независимых наблюдений. Оценки СКО ряда наблюдений и результата измерения, доверительные границы случайной составляющей погрешности оказались наименьшими при числе наблюдений 18. Соответственно, и доверительные границы результата измерений также оказались наименьшими при 18 наблюдениях. Отсюда можно сделать вывод, что по мере роста числа наблюдений вклад случайной составляющей постепенно уменьшается, достигая при определенном количестве наблюдений наименьшее значение, так что дальнейшее увеличение количества наблюдений бессмысленно, что мы и наблюдали в ходе лабораторной работы.

    написать администратору сайта