Файл: Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Метрология и технические измерения.docx
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 210
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образованияТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП)ИЗМЕРЕНИЕ РЕАКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Отчет по лабораторной работе № 1 по дисциплине «Метрология и технические измерения»Выполнил:студент гр. 1В1:_________ Шульга А.Д_________ Куртуков П.М_________ Шуцько Д.Д.«___»__________ 2023 г.Проверил:доцент каф. КСУП, к.т.н.__________ В. Ф. Отчалко «___»_________ 2023 г.Томск 2023 г.1 Цель работыЦелью работы является изучение способов определения погрешностей измерения физической величины различных методов на основе измерения электрических параметров катушки индуктивности и конденсаторов постоянной емкости.2 Результаты эксперимента2.1 Измерение индуктивности катушки прибором Е9-4 методом непосредственного отсчетаИзмерил индуктивность катушки методом непосредственного отсчета прибором Е9-4 на частоте . Она оказалась равным: Измерил емкость конденсатора: Вычислим индуктивность , свободную от методической погрешности по формуле (2.1): , (2.1)где - собственная емкость катушки, пФ; - найденное значение индуктивности, мкГн;
- значение образцовой емкости при настройке в резонанс, пФ.Для вычисления собственной емкости катушки индуктивности используется соотношение: , (2.2)где и - значения емкости контура куметра, взятые из данных; и – значения частот, соответствующих и , МГц.За истинное значение собственной емкости катушки возьмем среднее арифметическое значение для трех разных случаев:1) = 25 пФ, = 450 пФ;2) = 50 пФ, = 425 пФ;3) = 75 пФ, = 400 пФ; По формуле (2.1) вычислим индуктивность :Вычислим относительную погрешность индуктивности: , (2.3)где и – максимальные относительные погрешности определения емкости и частоты ( и ( ).Определим максимальную абсолютную погрешность измерения:
Результат измерения индуктивности методом непосредственного отсчета с учетом правил метрологии:При измерении индуктивности исследуемой катушки косвенным методом используется для расчета соотношение (2.5):
где – резонансная частота генератора; – значение образцовой емкости при настройке в резонанс.Уменьшение погрешности однократного измерения можно достичь путем многократных косвенных измерений индуктивности с последующей статистической обработкой результатов наблюдений, имеющих случайные погрешности.
2.2 Измерение индуктивности катушки прибором Е9-4 косвенным методомТаблица 2.1 – Результаты измерений
Обработка результатов измерений :1) Определим среднее арифметическое значение, которое является наиболее достоверным значением индуктивности и принимается за результат измерения, по формуле (2.7):
2) Определим статистическую оценку среднеквадратической погрешности отдельных результатов измерений индуктивности по формуле (2.8):
где – отклонения отдельных результатов измерений от среднего арифметического. мкГн3) Определим оценку среднеквадратического отклонения результата измерения от истинного значения измеряемой величины:
4) Определим доверительный интервал ( ; ):
Результат измерения индуктивности с учетом правил метрологии:2.3 Измерение малой и большой емкости конденсаторов прибором Е9-4 Измерение малой емкости:Провел отсчет емкостей конденсаторов С1 и С2. Они оказались равными: С
1=450 пФ и С2=255 пФ. Тогда значение малой емкости измеряемого конденсатора равно:Определим относительную погрешность измерения:
Абсолютное значение погрешности измерения определим по формуле (2.12):
Результат измерения малой емкости с учетом правил метрологии:Измерение большой емкости:Провели отсчет емкостей конденсаторов С1 и С2. Они оказались равными: С1=200 пФ и С2=227 пФ. Тогда значение малой емкости измеряемого конденсатора равно:Определим относительную погрешность измерения по формуле (2.13):
Абсолютное значение погрешности измерения определим по формуле (2.12):Результат измерения большой емкости с учетом правил метрологии:3 Сводка значенийТаблица 3.1 – Сводная таблица полученных значений и их погрешностей.
- значение образцовой емкости при настройке в резонанс, пФ.Для вычисления собственной емкости катушки индуктивности используется соотношение: , (2.2)где и - значения емкости контура куметра, взятые из данных; и – значения частот, соответствующих и , МГц.За истинное значение собственной емкости катушки возьмем среднее арифметическое значение для трех разных случаев:1) = 25 пФ, = 450 пФ;2) = 50 пФ, = 425 пФ;3) = 75 пФ, = 400 пФ; По формуле (2.1) вычислим индуктивность :Вычислим относительную погрешность индуктивности: , (2.3)где и – максимальные относительные погрешности определения емкости и частоты ( и ( ).Определим максимальную абсолютную погрешность измерения:
| (2.4) |
| (2.5) |
| (2.6) |
, пФ | , МГц | , мкГн | , мкГн | , мкГн | , (мкГн)2 |
| 25 | 3,4 | 87,6 | 66,10 | 0,13 | 0,01 |
| 50 | 2,5 | 81,05 | 69,71 | 3,74 | 13,98 |
| 75 | 2,1 | 76,58 | 69,09 | 3,12 | 9,73 |
| 100 | 1,86 | 73,21 | 67,70 | 1,73 | 2,99 |
| 125 | 1,68 | 71,79 | 67,40 | 1,43 | 2,04 |
| 150 | 1,54 | 71,20 | 67,53 | 1,56 | 2,43 |
| 175 | 1,43 | 70,78 | 67,63 | 1,66 | 2,75 |
| 200 | 1,34 | 70,53 | 67,77 | 1,8 | 3,24 |
| 225 | 1,27 | 69,79 | 67,35 | 1,38 | 1,9 |
| 250 | 1,21 | 69,20 | 67,02 | 1,05 | 1,1 |
| 275 | 1,16 | 68,45 | 66,48 | 0,51 | 0,26 |
| 300 | 1,12 | 67,08 | 65,31 | -0,66 | 0,43 |
| 325 | 1,08 | 66,82 | 65,18 | -0,79 | 0,62 |
| 350 | 1,05 | 65,05 | 63,64 | -2,33 | 5,42 |
| 375 | 1,02 | 64,92 | 63,54 | -2,43 | 5,9 |
| 400 | 1 | 63,32 | 62,05 | -3,92 | 15,36 |
| 425 | 0,98 | 62,05 | 60,88 | -5,09 | 25,9 |
| 450 | 0,96 | 61,07 | 59,98 | -5,99 | 35,88 |
Обработка результатов измерений :1) Определим среднее арифметическое значение, которое является наиболее достоверным значением индуктивности и принимается за результат измерения, по формуле (2.7):
| (2.7) |
| (2.8) |
| (2.9) |
| (2.10) |
1=450 пФ и С2=255 пФ. Тогда значение малой емкости измеряемого конденсатора равно:Определим относительную погрешность измерения:
| (2.11) |
| (2.12) |
| (2.13) |
| Параметр | Прибор E9-4 | |
| Метод непосредств. отсчета | Косвенный метод | |
| Индуктивность, мкГн | | |
| Большая емкость, пФ | | |
| Малая емкость, пФ | | |
, пФ
, МГц
, мкГн
, мкГн
, мкГн
, (мкГн)2