Файл: Методические указания по проведению практических занятий по метрологии и измерительной технике для студентов всех специальностей очной формы обучения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 253
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
сравнивается с мерой, роль которой выполняет, например, магазин сопротивлений 
(регулируемая мера). Момент равенства измеряемой величины 
значению меры фиксируется при отсутствии тока через гальванометр (момент полного баланса моста).
4. Метод устранения систематической погрешности одинарного моста из-за неравенства сопротивления плеч
и 
согласно п. 1 решения задачи следует классифицировать как метод компенсации ее по знаку.
Ответ:
(Ом); 
;
при измерении реализуется метод сравнения; при устранении систематической погрешности метод компенсации ее по знаку.
Задача № 2.5
Для измерения тока нагрузки в цепь (в соответствии со схемой) включен амперметр М366 класса точности 1,0 с пределом измерения 1,5А.
Измерение произведено при постоянной рабочей температуре
C (нормальной считать температуру 
C).
Е = 10В;
= 0,1Ом; 
Ом; 
Ом; 
0,9А.
1. Классифицируйте измерение.
Решение (ответ):
1. Измерение прямое, абсолютное, непосредственной оценки, однократное, статическое, (т. к. ЭДС источника в процессе эксперимента не изменилась).
2. В измерительном эксперименте имеют место следующие погрешности:
инструментальная, обусловленная классом точности амперметра основная погрешность СИ;
инструментальная, обусловленная отклонением температуры в рабочих условиях от нормальной дополнительная температурная погрешность СИ;
методическая, обусловленная неидеальностью амперметра (внутреннее сопротивление амперметра
);
погрешность, обусловленная неточностью задания сопротивления
, эту погрешность следует классифицировать как инструментальную, т. к. для другого прибора отличие от номинала может быть иным.
Все погрешности следует считать систематическими.
Примечание: уместно напомнить, что класс точности СИ – это обобщенная характеристика, определяющая предел допускаемой основной погрешности, включающий в себя и систематическую и случайную составляющие погрешности СИ. Но так как при создании СИ всегда стараются сделать случайную составляющую погрешности пренебрежимо малой по сравнению с другими, то в данной задаче, для технически исправного СИ, инструментальную погрешность (основную и дополнительную) можно считать систематической.
Задача № 2.6
По условиям задачи №5 определите, какие погрешности можно уменьшить или устранить?
Решение (ответ):
Можно уменьшить путем введения поправки только методическую погрешность, т. к. только она получается с определенным знаком. Устранить ее полностью невозможно, т. к. сопротивление известно неточно. Неисключенный остаток методической погрешности будет определяться неточностью задания сопротивления .
Все остальные погрешности не могут быть уменьшены путем введения поправок, т. к. величину их можно оценить только границами.
Задача № 2.7
По условиям задачи №5 определить величину методической погрешности в абсолютной и относительной формах и величину поправки.
Примечание: При такой постановке задачи считаем, что инструментальные погрешности прибора отсутствуют, а погрешность измерения тока обусловлена отличием характеристик амперметра от того идеала (RА =0), которого требует идеальная реализация метода измерения тока (почему возникающая погрешность и носит название методической погрешности)
Решение:
1. Действительное значение тока в цепи (до включения амперметра)
(А).
2. Измеренное значение тока
(А).
3. Абсолютное значение методической погрешности измерения тока
(А),
следовательно поправка
(А).
4. Относительная методическая погрешность измерения тока
%.
Ответ:
А; 
А; 
%.
2.3.3. Задачи для самостоятельного решения
1. Для технического манометра класса 1,5 нормальная температура
C, рабочая температура находится в диапазоне значений от +5C до +50C. Одинаковыми ли погрешностями будут характеризоваться одинаковые показания прибора при рабочих температурах 
C, 
C, 
C?
2. Для исключения систематической погрешности от влияния магнитного поля земли показания прибора снимаются дважды: в одном положении 
и в другом, с поворотом прибора на 180 в рабочей плоскости
. Как будет определяться значение измеряемой величины? Классифицируйте метод исключения погрешности, обусловленной влиянием магнитного поля Земли.
3. Методом амперметра и вольтметра в соответствии с приведенной схемой измеряется сопротивление резистора . Показания амперметра 
А, вольтметра 
В. Внесите в результат измерения поправку на методическую погрешность измерения 
, если известно, что 
Ома, а 
Ом. Определите величину относительной методической погрешности, если не вводить поправку на методическую погрешность. Чем вызывается методическая погрешность в этой схеме измерения и от чего зависит ее величина?
4. Падение напряжения на резисторе R2 измеряется в соответствии с приведенной схемой. Получите в общем виде формулу для расчета относительной методической погрешности измерения напряжения на R2. Чем вызывается методическая погрешность измерения напряжения на резисторе R2? Влияет ли величина резистора R1 на величину методической погрешности измерения падения напряжения на R2 тем же вольтметром?
5. Необходимо измерить сопротивление резистора величина которого примерно 1000 Ом с погрешностью не более
%. В распоряжении экспериментатора имеется чувствительный одинарный мост, точность которого недостаточна (погрешность моста оценивается в 
%), и точный декадный магазин сопротивлений, погрешность которого при установке сопротивления в 1000 Ом оценивается в 
%. Можно ли, имея эти приборы, реализовать измерение
с требуемой точностью?
(регулируемая мера). Момент равенства измеряемой величины значению меры фиксируется при отсутствии тока через гальванометр (момент полного баланса моста).4. Метод устранения систематической погрешности одинарного моста из-за неравенства сопротивления плеч
и согласно п. 1 решения задачи следует классифицировать как метод компенсации ее по знаку.Ответ:
(Ом); ;при измерении
реализуется метод сравнения; при устранении систематической погрешности метод компенсации ее по знаку.Задача № 2.5
Для измерения тока нагрузки в цепь (в соответствии со схемой) включен амперметр М366 класса точности 1,0 с пределом измерения 1,5А.
Измерение произведено при постоянной рабочей температуре
C (нормальной считать температуру C).Е = 10В;
= 0,1Ом; Ом; Ом; 0,9А.1. Классифицируйте измерение.
-
Перечислите и классифицируйте все погрешности, которые имеют место в данном измерительном эксперименте.
Решение (ответ):
1. Измерение прямое, абсолютное, непосредственной оценки, однократное, статическое, (т. к. ЭДС источника в процессе эксперимента не изменилась).
2. В измерительном эксперименте имеют место следующие погрешности:
инструментальная, обусловленная классом точности амперметра основная погрешность СИ;
инструментальная, обусловленная отклонением температуры в рабочих условиях от нормальной дополнительная температурная погрешность СИ;
методическая, обусловленная неидеальностью амперметра (внутреннее сопротивление амперметра
); погрешность, обусловленная неточностью задания сопротивления
, эту погрешность следует классифицировать как инструментальную, т. к. для другого прибора отличие от номинала может быть иным.Все погрешности следует считать систематическими.
Примечание: уместно напомнить, что класс точности СИ – это обобщенная характеристика, определяющая предел допускаемой основной погрешности, включающий в себя и систематическую и случайную составляющие погрешности СИ. Но так как при создании СИ всегда стараются сделать случайную составляющую погрешности пренебрежимо малой по сравнению с другими, то в данной задаче, для технически исправного СИ, инструментальную погрешность (основную и дополнительную) можно считать систематической.
Задача № 2.6
По условиям задачи №5 определите, какие погрешности можно уменьшить или устранить?
Решение (ответ):
Можно уменьшить путем введения поправки только методическую погрешность, т. к. только она получается с определенным знаком. Устранить ее полностью невозможно, т. к. сопротивление
известно неточно. Неисключенный остаток методической погрешности будет определяться неточностью задания сопротивления .Все остальные погрешности не могут быть уменьшены путем введения поправок, т. к. величину их можно оценить только границами.
Задача № 2.7
По условиям задачи №5 определить величину методической погрешности в абсолютной и относительной формах и величину поправки.
Примечание: При такой постановке задачи считаем, что инструментальные погрешности прибора отсутствуют, а погрешность измерения тока обусловлена отличием характеристик амперметра от того идеала (RА =0), которого требует идеальная реализация метода измерения тока (почему возникающая погрешность и носит название методической погрешности)
Решение:
1. Действительное значение тока в цепи (до включения амперметра)
(А).2. Измеренное значение тока
(А).3. Абсолютное значение методической погрешности измерения тока
(А),следовательно поправка
(А).4. Относительная методическая погрешность измерения тока
%.Ответ:
А; А; %.2.3.3. Задачи для самостоятельного решения
1. Для технического манометра класса 1,5 нормальная температура
C, рабочая температура находится в диапазоне значений от +5C до +50C. Одинаковыми ли погрешностями будут характеризоваться одинаковые показания прибора при рабочих температурах C, C, C?2. Для исключения систематической погрешности от влияния магнитного поля земли показания прибора снимаются дважды: в одном положении
и в другом, с поворотом прибора на 180 в рабочей плоскости
. Как будет определяться значение измеряемой величины? Классифицируйте метод исключения погрешности, обусловленной влиянием магнитного поля Земли. 3. Методом амперметра и вольтметра в соответствии с приведенной схемой измеряется сопротивление резистора
. Показания амперметра А, вольтметра В. Внесите в результат измерения поправку на методическую погрешность измерения , если известно, что Ома, а Ом. Определите величину относительной методической погрешности, если не вводить поправку на методическую погрешность. Чем вызывается методическая погрешность в этой схеме измерения и от чего зависит ее величина? 4. Падение напряжения на резисторе R2 измеряется в соответствии с приведенной схемой. Получите в общем виде формулу для расчета относительной методической погрешности измерения напряжения на R2. Чем вызывается методическая погрешность измерения напряжения на резисторе R2? Влияет ли величина резистора R1 на величину методической погрешности измерения падения напряжения на R2 тем же вольтметром?
5. Необходимо измерить сопротивление резистора величина которого примерно 1000 Ом с погрешностью не более
%. В распоряжении экспериментатора имеется чувствительный одинарный мост, точность которого недостаточна (погрешность моста оценивается в %), и точный декадный магазин сопротивлений, погрешность которого при установке сопротивления в 1000 Ом оценивается в %. Можно ли, имея эти приборы, реализовать измерение
с требуемой точностью?