- •«Томский политехнический университет»
- •Косвенные однократные измерения. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений
- •«Практическая метрология»
- •1 Оценивание погрешности при косвенных измерениях.
- •1.2 Погрешность записи числа
- •1.3 Правила округления погрешности и записи результатов измерений
- •2 Оценивание неопределенности измерений.
- •2.1 Правила округления неопределенности измерений
- •1 Измерение геометрических величин
- •1.3 Оценить погрешность результата измерений
- •1.4 Оценить неопределенность измерений
- •2 Измерение электрических величин
- •2.4 Оценить погрешность результата измерений
- •2.5 Оценить неопределенность измерений
1.3 Оценить погрешность результата измерений
1.3.1 Оценить погрешность используемых СИ, используя нормативную или техническую документацию на средства измерений.
1.3.2 Оценить суммарную систематическую погрешность прямых однократных измерений (для высоты и диаметра цилиндра, измеренных разными СИ):
, (2)
где Δсi - i-ая составляющая систематической погрешности измеряемой величины Х;
n - число составляющих систематической погрешности;
k - поправочный коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью. При доверительной вероятности Р = 0,95 поправочный коэффициент принимают равный 1,1.
Полученные данные внести в таблицу 1.
1.3.2 Оценить относительную погрешность измерений, выраженную в относительных единицах
δV (3)
Для определения относительной погрешности измерений δV необходимо формулу (3) преобразовать в удобную для расчета, используя формулу (1.6).
В полученной формуле , - погрешности средств измерений, используемых при измерениях, Δπ - погрешность округления числового коэффициента π.
При косвенных измерениях физических величин очень часто используются табличные данные или иррациональные константы. В силу этого используемое при расчетах значение константы, округленное до некоторого знака, является приближенным числом, вносящим свою долю в погрешность измерений. Эта доля погрешности определяется как погрешность записи (округления) константы (см. п. 1.2 «Введение»).
1.3.3 Оценить погрешность вычисления объема по формуле:
δv , мм3 (4)
Данные записать в таблицу 1.
1.3.4 Округлить погрешности измерений и записать результат измерений объёмов цилиндров
, мм3 (5)
Окончательный результат и погрешность косвенных измерений, необходимо округлить в соответствии с МИ 1317 (см. п.1.3 «Введение»).
Данные занести в таблицу 1.
1.3.5 Изобразить на рисунках области, в которых находятся результаты измерений объемов, полученные разными средствами измерений для каждого из цилиндров.
1.4 Оценить неопределенность измерений
1.4.1 Оценить стандартную неопределенность по типу В для измерений диаметра и высоты цилиндров по формуле (1.10). Данные занести в таблицу 1.
1.4.2 Оценить суммарную неопределенность измерения по типу В по формуле (1.12):
Дать обоснование выбора формулы расчета суммарной неопределенности измерения.
1.4.3 Определить и обосновать выбор значения коэффициента охвата.
1.4.4 Оценить расширенную неопределенность при доверительной вероятности Р = 0,95 по формуле (1.16).
1.4.5 Записать результат измерений в соответствии с правилами округлениями неопределенности, данные занести в таблицу 1.
, мм3 (6)
Окончательный результат и неопределенность косвенных измерений, необходимо округлить в соответствии с МИ 1317 (см. п.1.3 «Введение»).
2 Измерение электрических величин
2.1 Измерить постоянный ток, используя функциональную зависимость:
, (7)
где U напряжение на сопротивлении ;
R сопротивление.
2.2 Произвести однократные измерения напряжения на сопротивлении и номинального значения сопротивления средствами измерений различной точности в соответствии с рисунком 1: мультиметром АМ 1097, мультиметром СХ-506, универсальным вольтметром В7-22 А.
2.3 Для проведения эксперимента собрать схему, представленную на рисунке 1. На источнике питания АТН 1232 установить значения напряжения в диапазоне (0-30) В.
2.3.1 Измерить напряжение на сопротивлении мультиметром СХ-506. Отключить источник питания АТН 1232 от лабораторного макета. Перевести мультиметр СХ-506 в режим измерения сопротивления и измерить номинальное значение сопротивления.
Результаты измерений занести в таблицу 2.
Рисунок 1
2.3.2 Измерить напряжение на сопротивлении мультиметром АМ 1097. Отключить источник питания АТН 1232 от лабораторного макета. Перевести мультиметр АМ 1097 в режим измерения сопротивления и измерить номинальное значение сопротивления.
Результаты измерений занести в таблицу 2.
2.3.3 Измерить напряжение на сопротивлении универсальным вольтметром В7-22 А. Отключить источник питания АТН 1232 от лабораторного макета. Перевести универсальным вольтметром В7-22 А в режим измерения сопротивления и измерить номинальное значение сопротивления.
Результаты измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2
Средство измерений |
Результаты измерений |
Погрешность результата измерений |
Неопределенность измерений |
|||||||||||||
Напря-жение, U, B |
Сопро-тивление,R, Ом |
Ток, I, А |
Δс,U, B |
Δс,R, Oм |
δI, % |
ΔI, A |
U в, U, B |
U в, R, Oм |
U с , A |
U(Р), A |
||||||
Мультиметр СХ-506 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательный результат измерений при P=0,95 |
A |
A |
||||||||||||||
Мультиметр АМ 1097 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательный результат измерений при P=0,95 |
A |
А |
||||||||||||||
Универсальный вольтметр В7-22А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательный результат измерений при P=0,95 |
A |
А |