Лабораторная работа 6 Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей Томск 2017
 Скачать 432.43 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Директор ИНК _______________В.Н. Бориков «___» ____________ г. Лабораторная работа №6 Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей Томск – 2017 Лабораторная работа Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей 2 Цель работы 1. Рассмотреть закрепить навыки расчета случайных погрешностей и представления результатов измерений. Лабораторная работа выполняется на виртуальном стенде №10, сконструированном в инженерной среде графического программирования LabVIEW. Лабораторный стенд размещен на персональной странице преподавателя Вавиловой Г.В. вместе с методическими указаниями к выполнению лабораторной работы. 1. Описание лабораторного стенда №10 Виртуальный лабораторной стенд имитирует измерительный эксперимент, предназначенный для определения мощности резистора методом амперметра- вольтметра. Схема эксперимента представлена на рисунке 1. Рисунок 1 – Схема измерения мощности по методу амперметра и вольтметра Лабораторный стенд №10 (рисунок 2) содержит цифровой индикатор действительного значения электрического тока д, протекающего через резистор R; индикатор среднего квадратического отклонения погрешности амперметра при многократных измерениях тока СКО I ; индикатор действительного значения падения напряжения дна нагрузке R; индикатор среднего квадратического отклонения СКО U погрешности вольтметра при многократных измерениях напряжения индикатор действительного значения мощности д, выделяющейся на нагрузке R; индикатор экспериментально полученного среднего квадратического отклонения СКО P погрешности измерения мощности массив показаний амперметра Iипри многократных измерениях тока массив показаний вольтметра И при многократных измерениях напряжения массив вычисленных значений мощности и и и при многократных измерениях индикаторы средних значений тока Iс,напряжения си мощности с переключатель для включения стенда в работу. R АИ И Лабораторная работа Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей 3 Рисунок 2 – Лабораторный стенд №10 2. Порядок выполнения работы 1. Инструментом палец посредством кнопки стрелка на панели инструментов запустить программу измерительного эксперимента, предварительно установив переключатель в положение «on». 2. В процессе эксперимента токи напряжение автоматически измеряются 20 рази отображаются в массивах данных И и И. Все промежуточные вычисления также рассчитываются в автоматическом режиме и отображаются на лицевой панели стенда. После завершения программы показания цифровых индикаторов занести в таблицу 1. Таблица 1 I с I Д СКО I U с U Д СКО U Pд Pc СКО P Среднего квадратического отклонения СКО X показанийрассчитается по формуле ) 1 ( ) ( 2 n x x СКО i X , где x - измеряемая величина Лабораторная работа Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей 4 n – число измерений. 3. Рассчитать инструментальные погрешности средств измерения. Амперметр и вольтметр имеют инструментальную погрешность, заданную классом точности. 3.1 Класс точности вольтметра кл (у вольтметра в инструментальной погрешности преобладает аддитивная составляющая, верхний предел измерения вольтметра В. Границы инструментальной погрешности вольтметра кл кл 100 , 100 m m m m U U U U (1) где m U – верхний предел измерения. 3.2 Класс точности амперметра кл (у амперметра преобладает мультипликативная составляющая инструментальной погрешности. Границы инструментальной погрешности амперметра кл кл С С 1 100 , 100 m m I I I I (2) где с - среднее значение тока, берётся из таблицы 1, С 1 20 i I I (3) 4. Рассчитать случайные погрешности прямых измерений. X сл t , (4) где t – коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности P=0.95 (см. таблица 2); n СКО x X - cреднего квадратического отклонения для требуемой измеряемой величины (см. таблицу 1). Таблица 2 n 2 3 4 5 6 7 10 20 30 t 12,7 4,30 3,18 2,78 2,57 2,45 2,26 2,09 2,04 5. Рассчитать суммарные погрешности для каждого из прямых измерений. 2 2 сл m X (5) 6. Рассчитать погрешность косвенного измерения мощности 2 2 U I P U P I P m (6) Лабораторная работа Обработка результатов косвенных измерений при наличии в погрешности измерения случайной составляющей 5 6.1. Рассчитать весовые коэффициенты погрешностей амперметра и вольтметра , C C C д U д U I дP дP k I k U дU дU дI дI (7) Средние значения тока C I и напряжения С берутся из таблицы 1. Погрешность измерения мощности рассчитывается по формуле 6 при использований результатов вычислений по формулами. Результат измерения мощности поданным измерительного эксперимента представить в виде m P C P P (8) 8. Сравнить измеренное значение мощности И с действительным значением мощности Д Д Д В отчёте представить 1. Порядок вычисления и значения величин, представленных в таблице 1. 2. Результат измерения мощности. 3 Объяснение результаты сравнения между величинами P и P Д Литература 1. Жуков В.К. Теория погрешности технических измерений учебное пособие. – Томск ТПУ, гс. Вавилова Г.В. Математическая обработка результатов измерения учебно- методическое пособие. – Томск ТПУ, 2013. – 160 с. 3. Садовский, ГА. Теоретические основы информационно-измерительной техники : учеб. пособие для вузов по направлению подгот. "Приборостроение" и специальности "Информационно-измерительная техника и технологии" / ГА. Садовский. - М. : Высш. шк, 2008. - с. |