Оценка точности прямых и косвенных измерений. Отчет по лабораторной работе 1 По дисциплине

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 По дисциплине
• Анкор: Оценка точности прямых и косвенных измерений
• Дата: 02.06.2021
• Размер: 104.71 Kb.
• Имя файла: laboratornaya_rabota (2).docx
• Тип: Отчет; #212873

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Кафедра общей и технической физики


Отчет

по лабораторной работе №1

По дисциплине	Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема:

"Оценка точности прямых и косвенных измерений"

Автор: студент гр. НГД-20-11 __________________ _ /Казанцев Д.В./

(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: ___________
Дата: ____________

ПРОВЕРИЛ: _________ ____________________ /______________/

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург
2021 год

Цель работы: обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.

Краткое теоретическое содержание:

1) Явление, изучаемое в работе: возникновение электрического тока в электрической цепи.

2) Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Погрешность (ошибка) измерения – разность между измеренным и истинным значением.

Прямое измерение – измерение, при котором значение искомой величины непосредственно регистрируется по показаниям измерительного прибора.

Косвенное измерение – измерение, при котором физическая величина не может быть измерена непосредственно прибором, а выражается посредством формулы через измеряемые величины.

Систематическая погрешность – ошибка, которая остается постоянной на протяжении всей серии измерений. Такие погрешности обусловлены несовершенством измерительного инструмента или метода измерений и могут быть, в принципе, исключены из конечного результата введением соответствующих поправок.

Случайная погрешность – ошибка, которая изменяется от опыта к опыту и может быть, как положительной, так и отрицательной. Случайные ошибки обусловлены причинами, зависящими как от измерительного устройства, (трение, зазоры, и т.п.), так и от внешних условий (вибрации, колебания напряжения в сети и т.п.). Случайные ошибки нельзя исключить совершенно, но их влияние на результат можно уменьшить многократными измерениями.

Напряжение – это отношение работы А сил электрического поля при перемещении электрического заряда q из одной точки в другую к заряду q:

; где [U]=B, [q]=Кл, [A]=Дж

Сила тока – это величина I, равная отношению заряда , переносимого через поперечное сечение проводника за малый интервал времени , к этому интервалу времени:

; где [q]=Кл, [I]=A,[t]=с

Основные расчётные формулы:

1. 
   Сопротивление – отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.
   

, где R[Ом] – сопротивление.

2. 
   Сопротивление проводника рассчитывается по формуле:
   

, где l[м] – длина проводника, S[ ] – площадь его поперечного сечения, – удельное сопротивление.

3. 
   Площадь поперечного сечения проводника:
   

, где d[м] – диаметр сечения проводника.

4. 
   Значение экспериментального удельного сопротивления:
   

5. 
   Среднее значение удельного сопротивления:
   

Погрешность прямых измерений:

1. 
   Величина средней абсолютной погрешности измерений диаметра проволоки:
   

2. 
   Средняя квадратичная ошибка среднего значения:
   

3. 
   Абсолютная ошибка измерения:
   

4. 
   Среднее значение абсолютной ошибки отдельного измерения:
   

5. 
   Относительная ошибка:
   

Погрешность косвенных измерений:

1. 
   Абсолютная погрешность измерений сопротивления:
   

2. 
   Относительная погрешностьудельного сопротивления:
   

3. 
   Средняя абсолютная погрешность удельного сопротивления:
   

4. 
   Средняя квадратичная погрешность изменения сопротивления:
   

5. 
   Средняя квадратичная погрешность измерения  :
   

Электрическая схема



Таблица 1. Технические данные прибора.

№ п.п.	Название прибора	Пределы измерений	Число делений	Цена деления	Класс точности	Абсолютная приборная погрешность
1	Амперметр	250 мА	50	5 мА	1,5	0,0225 В
2	Вольтметр	1,5 В	30	0,05 В	1,5	3,75 мА

Таблица 2. Результаты измерений диаметра проволоки

Диаметр	Штангенциркуль	Микрометр
Единица измерения	мм	мм
	0,50	0,50
	0,50	0,51
	0,50	0,51
	0,55	0,51
	0,55	0,50
	0,50	0,51
	0,55	0,51
	0,55	0,50
	0,55	0,51
	0,55	0,51
	0,530	0,507
	0,05	0,01
	0,009	0,002
	0,094	0,019
	0,016	0,004

Таблица 3. Результаты измерений тока и напряжения

Номер опыта	l		I		U		R
Единица измерения	см	мм	мА	мА	В	В	Ом	Ом	Ом
1	50	0,5	215	3,75	0,75	0,0225	3,49	0,142
2	46		215		0,70		3,26
3	40		215		0,62		2,88
4	35		215		0,55		2,56
5	30		215		0,51		2,37
6	25		215		0,40		1,86
7	22		215		0,38		1,77
8	20		215		0,35		1,63
9	15		215		0,29		1,35
10	10		215		0,20		0,93

Таблица 4. Расчёты удельного сопротивления

№ п/п
1		3,45		1,362
2	1,488
3	1,711
4	2,250
5	2,952
6	3,405
7	4,105
8	4,885
9	5,570
10	6,844

Примеры вычислений:

Для l=50 см:























1,55

1,55* = 9,87*

Графический материал





По графику среднее удельное сопротивление равно



Результат

Удельное сопротивление равно:





По графику:



Вывод

В результате выполнения работы были обработаны данные прямых и косвенных измерений физических величин, был построен график зависимости Rотl, а также было вычислено удельное сопротивление проводника. Так же были выполнены оценки точности измерений и изучены основные расчётные формулы. В процессе измерений были задействованы штангенциркуль и микрометр, но при вычислении удельного сопротивления использовались значения диаметра сечения проводника, измеренные микрометром.