Главная страница
Навигация по странице:

  • Порядок выполнения лабораторной работы: Схемы проведения экспериментов

  • Спецификация применяемых средств измерений

  • Обработка результатов многократных прямых измерений напряжения

    		•

    Лабораторная работа метрология. Лабораторная работа 5. Лабораторная работа5 обработка результатов прямых и косвенных измерений


    Скачать 84.65 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа5 обработка результатов прямых и косвенных измерений
    АнкорЛабораторная работа метрология
    Дата06.12.2020
    Размер84.65 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛабораторная работа 5.docx
    ТипЛабораторная работа
    #157371

    Лабораторная работа№ 5

    ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

    Цель работы – ознакомление с методами обработки результатов прямых и косвенных измерений при однократных и многократных измерениях.

    Задание:

    1. Ознакомиться с лабораторным стендом и сменным модулем «Прямые, косвенные и совместные измерения».

    2. Прямые однократные измерения. Измерить напряжение на выходе резистивного делителя (по указанию преподавателя). Результат однократного измерения напряжения записать в вид Ux = U ± ΔU.

    3. Косвенные однократные измерения. Измерить ток, протекающий через резистивный делитель, путем измерения напряжения на образцовом сопротивлении. Результат однократного измерения тока записать в виде Ix = I ± ΔI.

    4. Прямые многократные измерения1. Измерить несколько раз напряжение, указанное в п.2, при наличии относительно больших случайных погрешностей. Обработать полученные данные и результат измерений напряжения записать в виде Ux = ± ΔU;

    5. Косвенные многократные измерения. Измерить несколько раз ток, определяемый в соответствии с п.3, при наличии относительно больших случайных погрешностей. Обработать полученные данные и результат измерений тока записать в виде Ix = ± ΔI;


    Порядок выполнения лабораторной работы:

      1. Схемы проведения экспериментов





      1. Спецификация применяемых средств измерений

    Таблица 5.1 – Спецификация применяемых средств измерений

    Наименование средства измерения
    Пределы измерения Xk
    Класс точности
    c/d

    Вольтметр
    200 мВ, 2 В,
    0.5/0.2

    20 В, 200 В
    1.5/0.2

    1.3 Обработка результатов однократных прямых измерений:

    Относительная погрешность при косвенном измерении тока

    U0 +  R0,

    где U0 = – относительная погрешность измерения напряжения,

    U0 = (U0 / U0) 100% ,

    U0 – абсолютная погрешность измерения напряжения, определяемая по классу точности вольтметра,

    R0 – относительная погрешность сопротивления образцового резистора (указывается в описании).

    U0 + R0=(U0 / U0) 100%+ R0

    U0= ,

    где c = 1,5, d = 0,2,

    конечное значение диапазона измерений,

    x измеренное значение (результат).

    Произведем расчет:



    Абсолютная погрешность:



    Результат:

    = =9,61 ± 0,17 (B)

    Обработка результатов многократных прямых измерений напряжения:

    Таблица 5.2 - Обработка результатов многократных прямых измерений напряжения

    Номер

    измерения
    Ui, В
    , В
    ρi ,В
    S2[U] ,В2
    ,В2

    1
    8,21
    8,43
    -0,22
    0,0331
    0,00331

    2
    8,37
    -0,06

    3
    8,23
    -0,2

    4
    8,36
    -0,07

    5
    8,57
    0,14

    6
    8,34
    -0,09

    7
    8,41
    -0,02

    8
    8,76
    0,33

    9
    8,39
    -0,04

    10
    8,68
    0,25




    =84,32



    =0









    1. Найдем среднее арифметическое отдельных результатов наблюдений

    где n – число наблюдений, принять за действительное значение измеряемой величины(результат измерения)







    2. Найдем оценку дисперсии случайной погрешности измерений





    3.Найдем оценку дисперсии погрешности результата измерения



    0,00331

    4. Найдем доверительное значение погрешности результата измерения по выражению

    ,

    где tp(f) – коэффициент распределения Стьюдента, соответствующий задаваемой доверительной вероятности P и числу степеней свободы f . В рассматриваемом случае f = n – 1; Значение P=0,9 , значение


    1. Результат измерения напряжения




    Таблица 5.3

    Номер

    измерения
    Ui, В
    , В
    ρi ,В
    S2[U] ,В2
    ,В2

    1
    0,59
    0,83
    -0,22
    0,0281
    0,00281

    2
    0,67
    -0,06

    3
    0,82
    -0,2

    4
    1,05
    -0,07

    5
    0,75
    0,14

    6
    0,86
    -0,09

    7
    1,04
    -0,02

    8
    0,67
    0,33

    9
    1,04
    -0,04

    10
    0,84
    0,25




    =8,33



    =0





    1.Найдем среднее арифметическое отдельных результатов наблюдений



    2. Найти оценку дисперсии случайной погрешности измерений

    3.Найти оценку дисперсии погрешности результата измерения

    4.Доверительный интервал погрешности результата измерений при нормальном законе распределения случайных погрешностей определяется выражением

    5. Результат измерения напряжения

    Обработка результатов многократных косвенных измерений мощности:


    Результат измерения мощности при многократном косвенном измерении

    =8,43∙0,83/1 = 7,0 rВт

    где средние значение напряжений для двух рядов измерений, среднее значение тока, текущее через сопротивление образцового резистора. Предполагается, что случайные погрешности много больше погрешности образцового сопротивления, которой в данном расчете пренебрегаем.

    Определим доверительный интервал результата измерений. Из формулы полного дифференциала и формулы следует



    Поскольку использовался один и тот же ГСС, можно определить уточненную дисперсию средних = (0,00331+0,0281)/2=0,0157 с числом степеней свободы f = 2n– 2 и использовать ее в вместо .

    Результат измерения мощности запишем в виде:



    Вывод: в лабораторной работе были произведены прямые и косвенные измерения. Было выяснено, что при увеличении количества измерений уменьшается случайная составляющая погрешности измерений; напряжение, измеренное без помех, соответствует среднему значению напряжения, измеренного с помехами с учётом погрешности.

    1

    написать администратору сайта