Лабораторная 1 механика отчет. ЛАБОРАТОРНАЯ 1 МЕХАНИКА. ОТЧЕТ. Оценка точности прямых и косвенных измерений

• Название: Оценка точности прямых и косвенных измерений
• Анкор: Лабораторная 1 механика отчет
• Дата: 27.10.2020
• Размер: 168.47 Kb.
• Имя файла: ЛАБОРАТОРНАЯ 1 МЕХАНИКА. ОТЧЕТ.docx
• Тип: Отчет; #146135

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Отчет по лабораторной работе №1

Тема: «Оценка точности прямых и косвенных измерений»

Выполнил: студент группы ГС-20-2 ______________ /Шустова У.А./

(подпись) (ФИО)

Проверил: Доцент кафедры _______________ /Грабовский А. Ю./

Общей и технической физики (подпись) (ФИО)

Дата: ______________

Оценка: ____________

Санкт-Петербург

2020

Содержание:

1. 
   Цель работы
   
2. 
   Краткое теоретическое содержание:
   
   1. 
      Явления, изучаемые в работе.
      
   2. 
      Определение основных физических понятий.
      
   3. 
      Законы и соотношения.
      
3. 
   Основные расчетные формулы.
   
4. 
   Схема установки.
   
5. 
   Таблицы.
   
6. 
   Пример вычислений:
   
   1. 
      Исходные данные.
      
   2. 
      Погрешности прямых измерений.
      
   3. 
      Вычисления величин и погрешностей косвенных измерений.
      
7. 
   Графический материал:
   
   1. 
      Таблица с данными для построения графика.
      
   2. 
      Аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить.
      
8. 
   Результат.
   

Цель работы

Обработать данные прямых и косвенных измерений удельного сопротивления проволоки.

Краткое теоретическое содержание

Явления, изучаемые в работе

Явление зависимости  силы тока от напряжения и сопротивления  проводника.

Определение основных физических понятий

Косвенное измерение — измерение, при котором искомое значение величины находится на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Погрешность прямых измерений – измерения вычисляются по формуле.

Штангенциркуль – универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров.

Микрометр - универсальный инструмент, предназначенный для измерения линейных размеров абсолютным контактным методом в области малых размеров с высокой точностью.

Погрешность измерения – оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Абсолютная погрешность – оценка абсолютной ошибки измерения.

Относительная погрешность – погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины.

Приведенная погрешность – погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона.

Приборные погрешности – погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений.

Систематическая погрешность – погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону.

Прогрессирующая погрешность – непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени.

Грубая погрешность – погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры

Среднеквадратичная погрешность – показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания.

Прямыми измерениями называются значение искомой величины непосредственно регистрируемой по показаниям измерительных приборов.

Сопротивление – величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току.

Электрический ток – любое направленное движение электрических зарядов.

Сила тока – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Законы и соотношения

Закон Ома для участка цепи: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов на концах этого участка цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Основные расчетные формулы

Удельное сопротивление проводника:

, где l - длина проводника, d - диаметр проводника, U - напряжение, I - сила тока в цепи.

Средняя абсолютная ошибка:



Средняя квадратичная ошибка:



Средняя абсолютная ошибка измерения сопротивления:



Средняя квадратичная ошибка измерения сопротивления:

,

Среднее значение косвенных измерений удельного сопротивления проводника:



Графическое среднее значение удельного сопротивления:



Средняя абсолютная погрешность косвенного измерения удельного сопротивления:



Средняя абсолютная ошибка измерения удельного сопротивления:



Средняя квадратичная ошибка измерения удельного сопротивления:



Абсолютная погрешность:

, где К – класс точности прибора.

_{Схема установки}



AB – Исследуемый участок

A – Амперметр

V – Вольтметр

Ꜫ – Источник тока

_{Таблицы}

Диаметр	Штангенциркуль	Микрометр
	0,5 мм	0,47 мм
	0,49 мм	0,49 мм
	0,5 мм	0,48 мм
	0,5 мм	0,49 мм
	0,48 мм	0,46 мм
	0,5 мм	0,47 мм
	0,5 мм	0,5 мм
	0,5 мм	0,48 мм
	0,5 мм	0,47 мм
	0,5 мм	0,48 мм
	0,497 мм	0,48 мм
	0,005 мм	0,01 мм
	0,002	0,004
	0,009	0,02
	0,004	0,008

Таблица 1. Результаты измерений диаметра проводника штангенциркулем и микрометром.

№
1	0,05	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,1	2,25*10-2	0,5	0,121	0,112
2	0,1	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,16	2,25*10-2	0,8	0,127	0,113
3	0,15	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,25	2,25*10-2	1,25	0,135	0,114
4	0,2	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,3	2,25*10-2	1,5	0,140	0,115
5	0,25	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,37	2,25*10-2	1,85	0,147	0,117
6	0,3	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,44	2,25*10-2	2,2	0,154	0,119
7	0,35	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,51	2,25*10-2	2,55	0,160	0,122
8	0,4	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,57	2,25*10-2	2,85	0,166	0,124
9	0,45	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,65	2,25*10-2	3,25	0,173	0,128
10	0,5	0,5*10-3	0,2	3,75*10-3	0,71	2,25*10-2	3,55	0,179	0,131

Таблица 2. Результаты измерений тока и напряжений.

№
1	1,96	1,498	0,68	0,45
2	1,5	1,498	0,54	0,37
3	1,63	1,498	0,47	0,33
4	1,47	1,498	0,44	0,32
5	1,33	1,498	0,42	0,31
6	1,44	1,498	0,41	0,31
7	1,43	1,498	0,39	0,31
8	1,4	1,498	0,39	0,31
9	1,42	1,498	0,38	0,3
10	1,4	1,498	0,38	0,3

Таблица 3.

_{Примеры вычислений}

Исходные данные

L – 0.5 м

kI – 1.5

kU – 1.5

Вычисления величин и погрешностей косвенных измерений

По таблице 1









По таблице 2











По таблице 3







_{Графический материал}

Таблица с данными для построения графика

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
R(Ом)	0,5	0,8	1,25	1,5	1,85	2,2	2,55	2,85	3,25	3,55
l (м)	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5

Аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить

1. 
   Вычислим тангенсы построенных графиков:
   

2. 
   Вычислим удельное сопротивление по формуле для графического метода:
   

3. 
   Вычислим среднее значение удельного сопротивления:
   

_Вывод

1. 
   При выполнении данной работы мы провели прямые и косвенные измерения физических величин, а также выполнили оценку точности измерений;
   
2. 
   Узнала расхождения в графическом и экспериментальном способах. Расхождения оказались равными 38%