№1 зертханалық жұмыс.

Өлшеу, өлшеу классификациясы , өлшеу әдістері

Тапсырма шарты

Тізбек бөлігінің кедергісі амперметр мен вольтметр көмегімен (Ом заңының негізінде) өлшенеді. R_х өлшеуі өте аз уақыт аралығында өтеді және бұл жағдайда қорек көзінің э.қ.к. де, өлшеудің жүргізілу шарты да өзгеріссіз болып қалады. Екі жағдай үшін бұл процедурадағы әр шаманың өлшеуін классифицикациялаңыз :

а) кедергі бір рет өлшенеді;

б) кедергі n рет өлшенеді, тең уақыт бөліктерінің аралығында.

Әр шаманың өлшеу әдісін классификациялаңыз.

Шешуі

Классификация негізіне салынған, белгіге тәуелді, өлшеуді келесі түрде классификациялауға болады:

а) тоқтың және кернеудің өлшеуі тура (тоқтың және кернеудің мәндері тәжірибе кезінде орнатылады), бір ретті, тұрақты (қорек көзінің э.қ.к. өзгеріссіз), абсолютті (тоқ пен кернеудің өлшеу нәтижелері сәйкес өлшем бірліктерінде алынады) болады;

кедергінің өлшеуі - жанама ( R_х мәні тоқ пен кернеудің тура өлшеу кезіндегі нәтижелері бойынша анықталады), бір ретті, тұрақты, абсолютті;

барлық өлшеулер техникалық, себебі өлшеу жұмыс құралдарымен орвндалады және физикалық шаманың өлшемдерімен байланысты емес.

б) тоқ пен кернеу өлшеуі тура, көп ретті (немесе тұрақты), теңдәлдікпен (аз уақыт аралығында өзгермейтін шарт болғанда, өлшеу бірдей аспаптармен жүргізіледі, яғни барлық нәтижелер бірдей дәлдікпен шығады), тұрақты , абсолютті;

кедергінің өлшеуі – тұрақты жанама, абсолютті, тұрақты;

барлық өлшеулер техникалық.

Тоқ пен кернеуді өлшеу кезінде тәуелсіз бағалау әдісі пайда болады, ал кедегіні өлшеу кезінде өлшеуді жанама деп атау қабылданған (шаманың өз өлщеуі сияқты).

           

№2 Зертханалық жұмыс Қателік теориясының негіздері

Тапсырма шарты.

3-суретте көрсетілген схема бойынша тұрақты тоқ тізбегіне екі амперметр қосылған:

А₁, МЗЗ0 типті I_K1 = 20A шекті өлшемімен;

А₂, М366 типті I_K2 = 10А шекті өлшемімен.

I₃ тоғының өлшемінің мүмкін қатысты қателігін және оның нақты мәнінің мүмкін шегін есептеңіз, I₃ тоғының дәлдік шегін бағалаңыз, егер өлшеу кезінде келесі тоқ мәндері алынса: I₁ = 17,5А ∆I₁ = ±0,2А абсолютті қателігімен; I₂ = 7,5А ∆I₂ = ±0,05А абсолютті қателігімен.

3-сурет

Шешуі.

1) I₃тоғы, қателікті ескермеген кездегі аспап көрсеткіштері бойынша анықталған:

I₃ = I₁ – I₂ = 17,5 - 7,5 =10(А).

2) I₃ тоғының өлшеуінің ең көп абсолютті қателігі I₁ және I₂ тоқтарының өлшеулерінің абсолютті қателіктерінің модульдерінің қосындысына тең,яғни:

∆I _3max = |∆I₁| + |∆I₂| = 0,2+0,05 = 0,25 (А).

Сондықтан, тоқ өлшеуінің ең үлкен қатысты қателігі:

Тең болады:

δ_I3max = 0,25/10 = 0,025 (немесе 2,5%).

3) I₃ тоғының мүмкін нақты мәнінің шекті аралығы I _3Н = I₃ – ∆I_3max =10 - 0,25 = 9,75 (А)-дан бастап, I_3В = I₃ + ∆I_3max =10 + 0,25 = 10,25(А)-ға дейін болады.

4) Өлшеу дәлділігі анықтамаға сайкес мөлшері мен кері салыстырмалы қателігі бар.Тоқты өлшеу дәлділігі берілген тәжірибедежәне ол Т=1/0,025 = 40

Жауабы: ;;точность измерения Т=40.

№3 зертханалық жұмыс

Жүйелі қателік

Тапсырма шарты

Кернеуді өлшеу кезіндегі волтьметрдің көрсетуі Құрал көрсеткішін түзетуКернеудің нақты берілгеніболса, онда өлшеу қателігін және өлшеу құралының қателігін табу.

Шығару:

1)Берілген шарт бойынша вольтметрдің көрсеткіші – ол түзетілмеген өлшеу нәтижесі,,Құрал өлшеу қателігі (вольтметрдің) келесі жолмен есептеледі:

2)Кернеуді өлшеудің нәтижесі түзетілген нәтиже болады

=21,5+0,1=21.5В

3)Өлшеу қателігі (анықталуы бойынша)

=- = 21.6-21.55 = +0.05 В

Жауап:

Құрал өлшеу қателігі = -0,05 В;Өлшеу қателігі = + 0,05 В

№4 зертханалық жұмыс

кедергісі тең иінді көпірмен өлшенеді ,сондағы номиналды резистордың мәні 1000 омға тең болады, Ом болғанда көпірде тепе теңдік болады. Орындарын ауыстырғаннан кейінжәне(Системелық қателікті жою үшін)= 1000,2 Ом болғанда тепе - теңдік жағдайға жетеді.

өлшеу теңдеуін біріктіріңіз , оның өлшемін және көпір иықтарының нақты қатынастарын табу керек. өлшеу әдісін топтастыру және системалық қателіктің жою әдісін ?

Шешуі

1) Көпірдің тепе – теңдік шартын келесі түрде жазу керек:

R_x•R₃ = R₁•R₂, осыдан R_x = R₁• R₂/R₃

R₂ = R₃, R_x=R_l. Тепе – теңсіз жағдай болғандықтан

R₂ және R₃ көпірдің тепе-теңдік жағдайы бірінші және екінші жағдайда келесідей болады:

а) R_x = R'₁ • R₂/R₃= R'₁• n;

мұндағы n = R₂/R₃

б)R_x=R"₁ • R₃/R₂= R"₁•

Мысалы, R₂ кішкентай R₃(n < 1),сонда бірінші жағдайда R_x = R'₁ сонда нақты мәнге қарағанда үлкен болады, ал екінші жағдайда R_x= R"₁ – осындадай мәнге дейін үлкен болады. Кедергі мәні R_x екі өлшемнің нәтижесі бойынша табылады:

2) Нақты резистор қатынасын R₂ және R₃(n = R₂/R₃) табуға болады.Мысалы ,бірінші және екінші жағдайдағы көпірдің біріктірілген теңдеуінің мәні;

R_x = R'₁•n и R_x= R"₁·

Осыдан мынаны аламыз:

3) R_x өлшеу арқылы дара көпірмен салыстыру іске асады.Белгісіз кедергі R_x шекпен салыстырылады, мысалы, кедергілер дукені R₁ .Гольванометр арқылы –тетін токтың жоқ болуы тепе-теңдік моментінің –өлшенетін көлемі R_x шектік мәніне

4) Бірдей емес кедергілер иіні R₂ және R₃ дара көпірдегі систематикалық қателікті жою әдісін 1 жағдайдағыдай өтем әдісі ретінде топтастыру.

Жауап:

при измерении R_x өлшеу арқылы теңдестіру қалыптасады; системалық қателікті жою арқылы орынбасу әдісі жүреді.

 

№5 зертханалық жұмыс

Тапсырма шарты

Жүктемедегі токты өлшеу үшін тізбекке өлшеу шегі 1,5А, дәлдігі 1,0, М366 кластағы амперметр қосылған.

t_p=+30°С (t_н=+20°С қалыпты) тұрақты температурада өлшеу жүргізілген. Е = 10В; r_i= 0,1 Ом; R_A = (1±0,1)0м; R_н = 10 Ом; I_А = 0,9А.

1) Өлшеуді жүйелеу.

2) Өлшеу тәжірибесіндегі барлық қателіктерді жүйелеп және атап шығыңдар.

Шешуі.

1) Өлшеу тік, абсолюттік, статикалық, дара (яғни тәжірибе кезінде қайнардың ЭКҚ – і өзгерген жоқ).

2) Өлшеу тәжірибесінде келесідей қателіктер орын алады:

- аспаптық, яғни амперметрдің дәлдік класымен келтірілген – өлшем құралдарының негізгі қателігі;

- аспаптық, яғни қалыпты жағдайдан жұмыс жағдайындағы температураның ауытқуымен келтірілген – өлшем құралдарындағы қосымша температуралық қателік;

- методикалық, амперметрдің нашарлығынан келтірілген (амперметрдің ішкі кедергісі R_A ≠ 0);

- қателік, яғни дәл емес есептің R_A кедергісімен келтірілген, бұл қателікті аспаптық деп жүйелеу керек, яғни басқа аспапқа R_A өзгешілігі көрсетілгеннен мүлдем басқа болуы мүмкін.

Барлық қателіктер - жүйелі.

№6 зертханалық жұмыс

№3 есептің шарты бойынша қандай қателіктерді азайтуға немесе жоюға болатынын анықтау?

Шешуі.

Методикалық қателікке ғана түзету еңгізу жолымен азайтуға болады, яғни белгілі белгісімен болып шығады. Оны толығымен жоюға болмайды, яғни R_A кедергісі дәл берілмеген.

Қалған барлық қателіктер өзгертулер еңгізу арқылы азайтылмайды, яғни тек қана шекарамен мөлшерді бағалауға болады.

№7 зертханалық жұмыс

№3 есептің шартыбойынша методикалық қателік мөлшерінің абсолюттік және қатысты түріндегі және өзгерту мөлшерін анықтау.

Шешуі.

1) Тізбектегі токтың ақиқат мағынасы (амперметрдің қосылуына дейін):

2) Өлшелінген токтың мағынасы:

3) Токты өлшеуінің методикалық қателігінің абсолютік мағынасы

∆I_мет = I_А - I_д = 0,9 - 0,99 = -0,09(А),

өзгерту:

I_п = - I_мет=0,09(А).

4) Токтың өлшеуінің методикалық қатысты қателігі:

Жауабы:

№8 зертханалық жұмыс