ИИТ Лаб 2. Лабораторная работа 2 прямые и косвенные однократные измерения
 Скачать 104.66 Kb.
|
|
Лабораторная работа №2 ПРЯМЫЕ И КОСВЕННЫЕ ОДНОКРАТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ Цель работы: Приобретение навыков планирования и выполнения прямых и косвенных однократных измерений. Получение опыта по выбору средств измерений, обеспечивающих решение поставленной измерительной задачи. Изучение способов обработки и правильного представления результатов прямых и косвенных однократных измерений. О  писание лабораторного стенда Рисунок 2.1. Модель лабораторного стенда на рабочем столе компьютера при выполнении лабораторной работы №1.1. (1 – магнитоэлектрический вольтметр, 2 - электронный аналоговый милливольтметр, 3 - электронный цифровой мультиметр, 4 – универсальный источник питания, 5 - источник переменного напряжения, 6 – гальванический элемент, 7 – коммутационное устройство, 8 - делитель напряжения) Задание 1. Выполнение прямых однократных измерений Эксперимент 1 δ ≠>1% 1) электронный милливольтметр не подходит, т.к. измеряет только напряжение; 2) магнитоэлектрический вольтметр: ɣ = 0,5 % - класс точности Абсолютная погрешность :  Предел шкалы 30 В (7,5×4) Относительная погрешность:  - этот прибор подходит. Таблица 1.1. Прямые измерения напряжения на выходе УИП Вольтметр: тип магнитоэлектрический, класс точности 0,5
Эксперимент 2 ∆ ≠> 2 мВ 1) электронный милливольтметр не подходит; 2) магнитоэлектрический вольтметр:  ─ этот прибор не подходит, т.к 15 мВ>2мВ 3) цифровой мультиметр:   2 мВ─ этот прибор подходит. Таблица 1.2. Прямые измерения ЭДС гальванического элемента Вольтметр: тип электронный цифровой мультиметр, класс точности 0,1
Эксперимент 3 δ ≠>0,5% 1) электронный милливольтметр: ɣ = 0,5%   > 0,5%─ этот прибор не подходит, но погрешность < чем у цифрового мультиметра. 2) магнитоэлектрический не подходит, т.к измеряет только постоянное напряжение. 3) цифровой мультиметр  - не подходит. Таблица 1.3. Прямые измерения напряжения на выходе источника переменного напряжения Вольтметр: тип электронный аналоговый милливольтметр, класс точности 0,5
Задание 2. Выполнение косвенных измерений Выбираем цифровой мультиметр: На входе:  На выходе:      Таблица 1.4. Косвенные измерения коэффициента деления делителя Вольтметр: тип электронный цифровой мультиметр, класс точности 0,1 Делитель напряжения тип __________, класс точности________
Вывод: Приобрел навыки планирования и выполнения прямых и косвенных однократных измерений. Получил опыт по выбору средств измерений, обеспечивающих решение поставленной измерительной задачи. Изучил способы обработки и правильного представления результатов прямых и косвенных однократных измерений. Вопросы к защите лабораторной работы 1. Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой всеми участниками за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Результат измерений – представляют собой приближенные оценки значений величин, найденные путём измерения, они зависят не только от них, но ещё и от метода измерения, от технических средств, с помощью которых проводятся измерения, и от восприятия наблюдателя, осуществляющего измерения. Абсолютная погрешность измерения – это погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины, характеризующая абсолютное отклонение измеряемой величины от действительного значения физической величины: ∆X = X – XД. Относительная погрешность измерения – это погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины. Обычно относительную погрешность выражают в процентах: δ = (∆X / Xд) * 100%. 2. Похарактеристике точностиизмерения делятся на равноточные и неравноточные. Равноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех условиях. Неравноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных несколькими различными по точности средствами измерений и (или) в различных условиях. В зависимости от числа измерений, проводимых во время эксперимента, различают однократные и многократные измерения. Однократное измерение - измерение, выполненное один раз. Многократное измерение - измерение одного и того же размера физической величины, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений. По режиму работы средства измеренияразличают статические и динамические измерения. Любое средство измерений обладает инерцией (механической, тепловой, электрической) и, следовательно, не может мгновенно реагировать на изменение измеряемой величины. Поэтому при измерении переменной физической величины инерция средства измерения приведет к некоторому отставанию показаний средства измерений от истинного значения величины в каждый момент времени. Очевидно, что это отставание будет зависеть не только от инерционных (динамических) свойств средств измерений, но и от скорости изменения самой измеряемой величины. В том случае, когда показания средства измерения не зависят от его динамических свойств, или когда этой зависимостью можно пренебречь, говорят, что средство измерения работает в статическом режиме, а само измерение называютстатическим. В противном случае измерение относят к динамическим. В зависимости от метрологического назначения измерения делятся на технические и метрологические. Технические измерения - измерения с помощью рабочих средств измерений. Метрологические измерения - измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений с целью воспроизведения единиц физической величины для передачи их размера рабочим средствам измерений. При метрологических измерениях в обязательном порядке учитываются погрешности, а при технических - принимается наперед заданная погрешность, достаточная для решения данной практической задачи. Поэтому при технических измерениях нет необходимости определять и анализировать погрешности получаемых результатов. Технические измерения являются наиболее массовым видом. В зависимости от выражения результатов измерений последние подразделяются на абсолютные и относительные. 3.Однократное измерение - это измерение одной величины, сделанное один раз. Однократные измерения на практике имеют большую погрешность, в связи с этим рекомендуется для уменьшения погрешности выполнять минимум три раза измерения такого типа, а в качестве результата брать их среднее арифметическое. Проводят в случаях чтобы поддержать нормальные условия и выбрать такоц способ, чтобы методическая погрешность и субъективные погрешности оказывали минимальное воздействие на результат. 4. При прямом измерении осуществляется количественное сравнение физической величины с соответствующим эталоном при помощи измерительных приборов. Отсчет по шкале прибора указывает непосредственно измеряемое значение. Например, термометр дает значения измеряемой температуры, а вольтметр – значение напряжения. 5. Косвенное измерение — измерение, когда значение величины определяют на основании результатов прямых величин, функционально связанных с искомой.При проведении косвенных измерений погрешность определяется по результатам прямых измерений. В общем случае решение этой задачи оказывается весьма сложным. 6. Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности). 7. Метрологические свойства средств измерения - это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих измерений. К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся диапазон измерений и порог чувствительности. К метрологическим свойствам второй группы относятся два главных свойства точности: правильность и прецизионность результатов. 8.Прежде чем выполнить однократное измерение, необходимо выбрать средство измерения. При выборе средства измерения, исходя из представления об условиях проведения измерения, о свойствах измеряемой величины и ее примерном значении, а также о необходимой точности измерения, определяют с помощью какого измерительного прибора, какого типа, какого класса точности, на каком пределе шкалы будет лучше проводить измерение. Если об ожидаемом значении измеряемой величины можно судить только с большой неопределенностью, средство измерения выбирают предварительно, устанавливают для него максимальный предел шкалы и проводят пробные измерения, после чего средство измерения и предел шкалы выбирают окончательно и выполняют измерение для получения результата. |