МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Кафедра фізичної та біомедичної електроніки

Рег. №____________________

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

і контрольні завдання до виконання лабораторних робіт

з дисципліни Метрологія

для студентів першого курсу

для спеціальності 6.050401 „Мікро- та наноелектроніка

галузь знань 0504 „Електроніка”

з професійним спрямуванням Фізична та біомедична електроніка”

факультету кібернетики

Херсон -2009

Методичні рекомендації і контрольні завдання до лабораторних робіт з дисципліни „Метрологія”

Укладач: к.т.н., доцент Новікова Л.В., кількість сторінок ______

Рецензент: к.т.н. Новікова А.О.

Затверджено

На засіданні кафедри „Фізична та біомедична електроніка”

Протокол № від 17.09.2009

Завідувач кафедри ___________Новіков О.О.

Відповідальний за випуск зав. Кафедрою ФБЕ Новіков О.О.

ЗМІСТ

Мета дисципліни
1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ. Теоретичні відомості
1.1. Засоби вимірів
1.2. Деякі характеристики електро- і радіовимірювальних приладів
1.3. Класифікація вимірів
1.4. Похибки вимірів
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
2. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ СУКУПНИХ ВИМІРІВ. Теоретичні відомості
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2
3. ПЕРВИННА СТАТИСТИЧНА ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ. Теоретичні відомості
3.1. Проста статистична сукупність
3.2. Статистичний розподіл
3.3. Графічне зображення статистичного розподілу
3.4. Емпірична функція розподілу
3.5.Числові характеристики статистичного розподілу
4. ВИМІРИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ОПОРІВ. Теоретичні відомості
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3
5. КОНТРОЛЬНО – ВИМІРЮВАЛЬНІ ЗАСОБИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬ ПРИ ВИПРОБУВАННЯХ. Теоретичні відомості
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4
ЛІТЕРАТУРА

МЕТА ДИСЦИПЛІНИ

Широке впровадження засобів вимірювання в різноманітних сферах діяльності людини потребує вивчення наукових та практичних основ їх раціонального використання

Головна мета курсу ”Метрологія”- це:

• формування знань, вмінь та навичок, необхідних для раціонального використання сучасних методів вимірювання при розв’язуванні задач пов’язаних з отриманням та опрацьовуванням інформації у сучасному виробництві, науці, повсякденній практиці;

• освоєння науки про вимірювання;

• знайомство студентів із перспективами у цій галузі знань;

• подальше становлення і вдосконалення професійної культури майбутніх фахівців.

Основні завдання курсу:

• ознайомлення з основними сучасними методами метрологічних операцій;

• вивчення методів обробки вимірювальних даних;

• навчити алгоритмам метрологічних операцій;

• ознайомлення з основами вимірювань;

• ознайомлення з видами похибок та їх усунення;

• ознайомлення з основами теорії точності приладів.

Курс „Метрологія” складається з 27 годин лекцій та 18 годин лабораторних робіт.

1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Теоретичні відомості

1. Засоби вимірів

Вимір якої-небудь фізичної величини полягає в експериментальнім визначенні її значення за допомогою порівняння з деяким значенням цієї величини, прийнятим за одиницю. Результат виміру виражають рівнянням

А=Ма,

де А –символ, що позначає фізичну величину, а –одиниця її виміру, а М — число таких одиниць, що втримуються й об'єкті вимірів. Наприклад, опір R₁, == 50 Ом.

Виміри виконують за допомогою засобів вимірів, до яких відносяться міри, вимірювальні прилади й вимірювальні перетворювачі.

Міра являє собою конкретний зразок, з відомою точністю відтворюючий одиницю виміру, її кратне або дробове значення. При електричних і радіовимірюваннях найбільше застосування мають міри електричного опору, індуктивності, ємності й е.р.с., виконані у вигляді резисторів, котушок індуктивності, конденсаторів і нормальних елементів.

Для відтворення різних значень однієї й тієї ж електричної .величини застосовують набори мір і багатозначні міри. Набір (магазин) мір є сукупність однозначних мір, різні комбінації яких дозволяють відтворювати щаблями (у певних межах) задані кратні або дробові значення одиниці вимірів. Набір необхідної міри здійснюють за допомогою системи штепселів і гнізд (штепсельні магазини) або за допомогою важільних перемикачів (важільні магазини).

Багатозначні міри дозволяють плавно встановлювати будь-яке значення електричної величини, що лежить між певними границями. До них відносяться регульовані резистори (реостати й потенціометри), варіометри та конденсатори змінної ємності, забезпечені шкалами та покажчиками для відліку встановленого значення опору, індуктивності або ємності.

В и м і р ю в а л ь н и м п р и л а д о м називається обладнання, що виробляє сприйманий спостерігачем сигнал про значення вимірюваної фізичної величини. Дія приладів базується на прямому або опосередкованому (непрямому) порівнянні вимірюваної величини із мірами. У приладах прямого порівняння міри використовуються безпосередньо в процесі вимірів, як, наприклад, при визначенні маси предметів за допомогою ваг і гир або вимірі електричного опору за допомогою моста постійного струму з магазином опорів. Для встановлення співвідношення між вимірюваною величиною та мірою використовуються явища резонансу, нульових биттів або проводиться зрівноважування (балансування) вимірювальної схеми. У приладах опосередкованого (непрямого) порівняння вимірювана величина оцінюється безпосередньо за шкалою, відградуйованною попередньо за допомогою мір, або зчитується із цифрового індикатору.

До вимірювальних перетворювачів відносяться вимірювальні підсилювачі та трансформатори, потенціометри, шунти, атенюатори, щупи й інші калібровані елементи з відомими характеристиками, що служать для розширення меж вимірів, перетворення вимірюваної величини в іншу фізичну величину або дистанційної її передачі.

Засоби вимірів промислового виготовлення розділяються на робочі, що служать для практичних цілей вимірі, і зразкові, спеціально призначені для перевірки за ними інших засобів вимірів. Засоби вимірів, що забезпечують відтворення й зберігання одиниць фізичних величин з метою передачі їх розміру нижчестоящим (за офіційним твердженям перевірочних схем) засобам вимірів, називаються еталонами одиниць. Первинні еталони забезпечують відтворення одиниць відповідно до їхнього визначення з найвищій в країні точністю.