Файл: Лабораторная работа 1 Задание к выполнению лабораторной работы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 447
Скачиваний: 15
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа 1Задание к выполнению лабораторной работы 1. Выберем из таблицы Б.1 (приложение Б) данные для выполнения лабораторной работы согласно варианту, выданному преподавателем. Приложение БТаблица Б.1
2. В результате равноточных измерений были получены 10 значений измеряемой величины (таблица Б.1 приложение Б), для обработки которых зададим и найдем в Mathcad:а) Найдем среднее значение (математическое ожидание);
Ом
С учетом выданных замечаний: округление производится только в конечном ответе, а все предварительные расчеты проводят с одним - двумя лишними знаками.б) найдем среднее квадратическое отклонение (СКО);
Ом
Найдем выборочное (эмпирическое) значение несмещенной дисперсии: Значение несмещенного среднеквадратичного отклонения:
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Доверительный интервал с доверительной вероятностьюPд:(31,48 - 0,04 Ом; 31,41 + 0,04 Ом)(31,48 Ом; 31,41 Ом)Ответ: математическое ожидание 31,44 Ом; доверительный интервал (31,41; 31,48); Pд = 0,08 где tα, n – коэффициент Стьюдента для α=1-Рд и числа измерений n (определяется по таблице А.2 приложения А).а) Абсолютной погрешностью СИ ΔX называют разность показаний прибора Xп и истинного (действительного) Xд значения измеряемой величины.Так как по условию задачи задан класс точности прибора = 1,5 и диапазон показаний омметра Rдиап = 50 Ом, то можно определить ΔRдиап. Так как класс точности прибора задан числом, то согласно таблице 1 это означает, что γ(x)= ±1,5%. Тогда γ= ΔRдиап ·100/ Rдиап=1,5 %Отсюда определяем значение абсолютной погрешности: ΔRдиап = γ·Rдиап/ 100 = 1,5·50/ 100 = 0,75 Ом.где γ = 1,5 – класс точности прибора;Rдиап = 50 Ом – предел измерения омметра;б) Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности СИ ΔRдиап к действительному значению измеряемой величины Rmean. Относительную погрешность выражают в процентах.Относительная погрешность определяется по формуле:δRmean = ∆Rдиап/ Rmean * 100% = 0,75/ 31,44 * 100% = 2,386 % где ΔRдиап = 0,75 Ом – абсолютная погрешность прибора;Rmean = 31,44 Ом – измеренное значение омметром;Ответ: значение абсолютной погрешности ΔRдиап = 0,7 Ом максимальная относительная погрешность δRmean = ±2,4%.4. Для обработки результатов косвенных измерений
R=31,44Ом; U=10В; ∆U=0,05В; Pкосв - ? (таблица В.1 приложение В) определим: а) истинное значение измеряемой величины; Pкосв = ƒ(U, R)Pкосв =U2 / Rmean = 100/ 31,44 = 3,181 ВтЗапишем окончательный результат с учетом "Правила округления". Ответ: истинное значение измеряемой мощности Pкосв = 3,2 Вб) найдем абсолютную погрешность результата измерения Rmean; Так как по условию задачи задан класс точности прибора = 1,5 и результат измерений омметра Rmean = 31,44Ом, то можно определить ΔRmean. Cогласно таблице 1 означает, что γ(x)= ±1,5%. Тогда γ = ΔRmean·100/ Rmean=1,5 %Отсюда определяем значение абсолютной погрешности: ΔRmean= γ·Rmean/ 100 = 1,5·31,44/ 100=0,472 Ом.где γ = 1,5 – класс точности прибора;Rдиап = 31,44 Ом –измеренное значение;По условию задания: ΔU = 0,05 В. вОтносительная погрешность для Rmean определяется по формуле:δRmean = ΔRmean/ Rmean * 100%=0,4716 / 31,44 * 100% = 1,5%где ΔRmean = 0,4716 Ом – абсолютная погрешность результата измерения прибора;Rmean = 31,44 Ом – измеренное значение омметром;найдем значениеотносительной погрешности для ΔU:δU =ΔU/ U * 100% = 0,05/ 10 * 100% =0,5 %где ΔU = 0,05 В– абсолютная погрешность результата измерения прибора;U = 10 В – измеренное значение вольтметром;Ответ: абсолютная погрешность для Rmean=± 0,5 Ом, измеренное значение омметром Rmean = 31,4 Ом. Относительная погрешность для Rmean = ±1,5 %, для U = 0,5 %.Найдем погрешности ΔРкосв мощности. Зададим и вычислим в Mathcad:
В
Ом
Ом
В
ВтВтЗапишем окончательный результат с учетом "Правила округления". Результат в виде доверительного интервала для доверительной вероятности Pд = 0,1, запишется в виде: Ркосв = (3,32 ± 0,06) Вт; Pд = 0,1Ответ: Ркосв = (3,32 ± 0,06)Вт; Pд = 0,15. Выводы по работе. По способу получения результата измерения подразделяются на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Наиболее часто используются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение измеряемой величины, находят из опытных данных путем экспериментального сравнения (непосредственно по шкале прибора). Уравнение прямого измерения: у = Х где Х – показание прибора. Прямые измерения являются основой для более сложных косвенных измерений.Косвенным измерением называется определение искомой величины на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями. Уравнение косвенного измерения: Y = f(x1, x2,…,xn)где х1, х2,…, хn - результаты прямых измерений величин, связанных известной функциональной зависимостью f с искомым значением измеряемой величины Y. Контрольные вопросы.
| № варианта | Измеряемая величина | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 10 | R,Oм | 31,6 | 31,5 | 31,4 | 31,3 | 31,4 | 31,5 | 31,6 | 31,2 | 31,5 | 31,4 |
С учетом выданных замечаний: округление производится только в конечном ответе, а все предварительные расчеты проводят с одним - двумя лишними знаками.б) найдем среднее квадратическое отклонение (СКО);
Найдем выборочное (эмпирическое) значение несмещенной дисперсии: Значение несмещенного среднеквадратичного отклонения:
Ом
в) оценим СКО;
найдем относительную величину среднеквадратического отклонения – коэффициент вариации:
Ом
V=0,004
г) определим наличие грубых ошибок в результатах измерений;
вычислим параметры Rmax и Rmin и сравним с критическим значением критерия Романовского Rкр (определяется по таблице А.1 приложения А):
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
если выполняются условия:
Rmax < Rкр и Rmin < Rкр;
Условия выполняются, значит, грубых ошибок в результатах наблюдений нет.
д) вычислим в Mathcad доверительный интервал с доверительной вероятностью Pд.
Ом
Доверительный интервал с доверительной вероятностьюPд:(31,48 - 0,04 Ом; 31,41 + 0,04 Ом)(31,48 Ом; 31,41 Ом)Ответ: математическое ожидание 31,44 Ом; доверительный интервал (31,41; 31,48); Pд = 0,08 где tα, n – коэффициент Стьюдента для α=1-Рд и числа измерений n (определяется по таблице А.2 приложения А).а) Абсолютной погрешностью СИ ΔX называют разность показаний прибора Xп и истинного (действительного) Xд значения измеряемой величины.Так как по условию задачи задан класс точности прибора = 1,5 и диапазон показаний омметра Rдиап = 50 Ом, то можно определить ΔRдиап. Так как класс точности прибора задан числом, то согласно таблице 1 это означает, что γ(x)= ±1,5%. Тогда γ= ΔRдиап ·100/ Rдиап=1,5 %Отсюда определяем значение абсолютной погрешности: ΔRдиап = γ·Rдиап/ 100 = 1,5·50/ 100 = 0,75 Ом.где γ = 1,5 – класс точности прибора;Rдиап = 50 Ом – предел измерения омметра;б) Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности СИ ΔRдиап к действительному значению измеряемой величины Rmean. Относительную погрешность выражают в процентах.Относительная погрешность определяется по формуле:δRmean = ∆Rдиап/ Rmean * 100% = 0,75/ 31,44 * 100% = 2,386 % где ΔRдиап = 0,75 Ом – абсолютная погрешность прибора;Rmean = 31,44 Ом – измеренное значение омметром;Ответ: значение абсолютной погрешности ΔRдиап = 0,7 Ом максимальная относительная погрешность δRmean = ±2,4%.4. Для обработки результатов косвенных измерений
R=31,44Ом; U=10В; ∆U=0,05В; Pкосв - ? (таблица В.1 приложение В) определим: а) истинное значение измеряемой величины; Pкосв = ƒ(U, R)Pкосв =U2 / Rmean = 100/ 31,44 = 3,181 ВтЗапишем окончательный результат с учетом "Правила округления". Ответ: истинное значение измеряемой мощности Pкосв = 3,2 Вб) найдем абсолютную погрешность результата измерения Rmean; Так как по условию задачи задан класс точности прибора = 1,5 и результат измерений омметра Rmean = 31,44Ом, то можно определить ΔRmean. Cогласно таблице 1 означает, что γ(x)= ±1,5%. Тогда γ = ΔRmean·100/ Rmean=1,5 %Отсюда определяем значение абсолютной погрешности: ΔRmean= γ·Rmean/ 100 = 1,5·31,44/ 100=0,472 Ом.где γ = 1,5 – класс точности прибора;Rдиап = 31,44 Ом –измеренное значение;По условию задания: ΔU = 0,05 В. вОтносительная погрешность для Rmean определяется по формуле:δRmean = ΔRmean/ Rmean * 100%=0,4716 / 31,44 * 100% = 1,5%где ΔRmean = 0,4716 Ом – абсолютная погрешность результата измерения прибора;Rmean = 31,44 Ом – измеренное значение омметром;найдем значениеотносительной погрешности для ΔU:δU =ΔU/ U * 100% = 0,05/ 10 * 100% =0,5 %где ΔU = 0,05 В– абсолютная погрешность результата измерения прибора;U = 10 В – измеренное значение вольтметром;Ответ: абсолютная погрешность для Rmean=± 0,5 Ом, измеренное значение омметром Rmean = 31,4 Ом. Относительная погрешность для Rmean = ±1,5 %, для U = 0,5 %.Найдем погрешности ΔРкосв мощности. Зададим и вычислим в Mathcad:
ВтВтЗапишем окончательный результат с учетом "Правила округления". Результат в виде доверительного интервала для доверительной вероятности Pд = 0,1, запишется в виде: Ркосв = (3,32 ± 0,06) Вт; Pд = 0,1Ответ: Ркосв = (3,32 ± 0,06)Вт; Pд = 0,15. Выводы по работе. По способу получения результата измерения подразделяются на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Наиболее часто используются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение измеряемой величины, находят из опытных данных путем экспериментального сравнения (непосредственно по шкале прибора). Уравнение прямого измерения: у = Х где Х – показание прибора. Прямые измерения являются основой для более сложных косвенных измерений.Косвенным измерением называется определение искомой величины на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями. Уравнение косвенного измерения: Y = f(x1, x2,…,xn)где х1, х2,…, хn - результаты прямых измерений величин, связанных известной функциональной зависимостью f с искомым значением измеряемой величины Y. Контрольные вопросы.
-
Идентичны ли понятия «поверочная схема» и «схема поверки»?
-
Может ли государственный эталон быть первичным и в то же время вторичным?