Однократное измерение. Измерение параметров процессов и полей. Многократное измерение одной и той же физической величины постоянного размера

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Кафедра метрологии

Факультет: Радиоэлектроники

Специальность: 1908

О Т Ч Е Т

по лабораторному практикуму

по предмету: «Теоретическая метрология»

Выполнили студенты III года обучения:         А.А. Мазиев      15-2839

                                                                             П.В.Южанинов 05-3828

                                                                             С.Н.Дунский     005-0009

                                                                             А.Н.Бородачев  005-0010

                                                                             В.П.Рагозин       15-2838

                                                                             Ж.С.Решетникова 005-0015

Проверил:

 д-р технических наук, профессор                              Игорь Федорович

                                                                                       Шишкин

Подпись:

г.Среднеуральск

2002г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Однократное измерение

Цель работы: приобретение навыков выполнения однократного измерения

1.1 Измерение напряжения постоянного электрического  тока

Состав оборудования:

1. Магазин сопротивления МСР-63М;
2. Вольтамперметр М 1108
3. Источник питания ВС-24М;

Задание на лабораторную работу

Измерить падение напряжения на нагрузке в цепи постоянного электрического тока, показанной на рис.1

Рис1.

Схема электрического соединения

Схема подключения вольтметра для измерения падения напряжения на нагрузке R показана на рис.2

Рис.2

Схема электрического соединения

Теоретические выкладки

1. Падение напряжения на сопротивлении нагрузки R в схеме, показанной на рис.1

                                     ( 1 )

2. Показание вольтметра, подключенного к сопротивлению нагрузки так, как это показано на рис.2

                        ( 2 )

3. Подставляя выражение для силы электрического тока из формулы (2) в формулу (1), получим:

                               ( 3 )

где аддитивная поправка к показанию вольтметра

                               ( 4 )

4. Показание вольтметра U_v снимается с неопределенностью. Мера этой неопределенности находится путем математического моделирования неопределенной ситуации (способ В). С учетом класса точности вольтметра она равна

                            ( 5 )

5. Неопределенность значения поправки V_п обусловлена неопределенностью значения сопротивления нагрузки (входное сопротивление вольтметра R_v считается точно неизвестным). На основании выражения (4) мера этой неопределенности:

,     ( 6 )

где мера неопределенности значения сопротивления нагрузки, определенная способом В, с учетом класса точности магазина сопротивления равна

                                ( 7 )

6. Если пренебречь поправкой на неточность вычислений, которая равна

          ( 8 )

то результат измерения падения напряжения на сопротивлении нагрузки можно получить по формуле (3). Мерой неопределенности этого результата является величина:

,                          ( 9 )

Следовательно, измеряемое напряжение V находится в интервале от V –2u до V+2u.

Необходимая априорная информация

1.  Класс точности магазина сопротивления  МСР-63М  –   0,05;

2.  Класс точности вольтамперметра  0,2  ; диапазон измерений 0 ¸ 15 В;

3.  Внутреннее сопротивление вольтметра М-1108 - R_v  = 1 кОм;

4.  Входное сопротивление  - R  = 4 кОм.

Порядок выполнения работы

1.  Убедиться в метрологической пригодности средств измерения.

2.  Изучить априорную информацию(класс точности, диапазон измерения)

3.  Собрать схему (рис.2).

4.  Предъявить схему электрических соединений преподавателю.

5.  Подать напряжение питания и снять показание вольтметра.

Порядок обработки результатов измерительного эксперимента

1.  По формулам (3), (4) получить результат измерения.

2.  По формулам (5), (6), (7) и (9) найти меру неопределенности результата измерения.

3.  Определить доверительный интервал, в пределах которого находится значение измерительного напряжения.

Полученные данные

№ эксп.	Uv ,B	UП ,B	U =Uv+UП ,B	uv ,B	ur ,Ом	un ,B		U ,B
1	2,05	8,2	10,25	0,017	2,89	0,068	0,07	10,11…10,39
2	10,3	41,2	51,5	0,017	2,89	0,0741	0,076	51,35…51,66
3	6,4	25,6	32,0	0,017	2,89	0,073	0,076	31,85…32,15
4	4,2	16,8	21,0	0,017	2,89	0,073	0,076	20,85…21,15
5	8,0	32,0	40,0	0,017	2,89	0,0073	0,075	39,85….40,15
6	12,5	50,0	62,5	0,017	2,89	0,077	0,079	62,34…62,66

Выводы:

1. При однократном измерении необходим достаточный объем априорной информации.

2. Неопределенность априорной информации оценивается способом В.

3. Неопределенность результата однократного измерения определяется неопределенностью показания прибора и неопределенностью, сопротивления величины нагрузки.

4. Значение измеряемой величины при однократном измерении устанавливается с неопределенностью, которая может быть уменьшена только путем уточнения априорной информации и применения более совершенного средства измерений.

 5. Из формулы (4) следует, что при измерении напряжения постоянного тока вольтметром с входным сопротивлением много большим сопротивления нагрузки, аддитивной поправкой можно пренебречь.

1.2 Измерение силы постоянного электрического тока

Состав оборудования:

1.  Источник питания ВС-24М;

2.  Магазин сопротивления МСР-60М;

3.  Амперметр М 104.

Задание на лабораторную работу

Измерить электрический ток протекающий в цепи через нагрузку R, показанной  на рис.1.

Рис.1

Схема электрического соединения

            Схема подключения амперметра для измерения электрического тока,  протекающего через нагрузку R показана на рис.2