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: 269
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, если: э.д.с. источника Е = 22 мВ, а его внутреннее сопротивление 
Ом.
4. Напряжение измеряется двумя параллельно включенными вольтметрами: V1, типа В-140, класса 2,5 с пределом измерения
В и V2 типа М366, класса 1,0 с пределом измерения 
В. Показания какого вольтметра точнее, если при измерении напряжения показания приборов были: 
В; 
В? Сравните точность вольтметров.
5. Расшифруйте следующее условное обозначение класса точности магазина сопротивлений 
.
Определите абсолютную и относительную погрешности резистора, если установленное сопротивление равно 65кОм, а верхний предел магазина сопротивлений 100кОм.
6. В паспорте электронного милливольтметра записано:
основная приведенная погрешность 
%;
нормальные условия эксплуатации следующие:
температура +20С; напряжение питания 220 В; частота питающей сети 50 Гц;
диапазоны рабочих условий:
температура -
С; изменение напряжения питания - 
%, отклонение частоты питающего напряжения 
%,
дополнительные погрешности в пределах рабочих интервалов не превышают основной погрешности при изменении влияющих факторов на каждые 10С; 10% изменения напряжения; 1% отклонения частоты.
Определить пределы эксплуатационной погрешности милливольтметра в наихудших условиях.
7. При поверке цифрового частотомера измерялась частота сигнала на выходе стандарта частоты, равная 100кГц. Были получены следующие результаты: 100,010; 100,008; 100,006; 100,007; 100,006; 100,005; 100,006; 100,004; 100,006; 100,003кГц. По результатам поверки определить систематическую и случайную погрешности частотомера. Распределение случайной погрешности считать нормальным.
8. Испытания 200 радиоламп на их срок службы дали следующие результаты (результаты сгруппированы по интервалам):
Установить закон распределения срока службы радиоламп. Состоятельность гипотезы о виде закона распределения проверить с помощью критерия
при уровне значимости 
.
9. Измерение мощности нагревателя калориметра производилось косвенным методом по показателям амперметра и вольтметра. Оба прибора имеют класс точности 0,5 и работают в нормальных условиях. Предел измерения амперметра
А, предел измерения вольтметра 
В, а показания приборов были, соответственно, 3,5А и 24В.
Определить погрешность, с которой измерена мощность, и записать результат измерения в окончательном виде.
10. Собственная частота резонансного контура определяется выражением:
.
Определить, с какой погрешностью будет рассчитана частота по приведенной формуле, если известно, что
мкН; 
пФ; 
, а относительные погрешности, с которыми известны параметры контура, равны соответственно:
%;
%; 
%.
Записать результат расчета резонансной частоты контура в окончательном виде при
.
2.6. Метрологическое обеспечение средств измерений
2.6.1. Вопросы для самоконтроля
1) Дайте определение понятию “метрологическое обеспечение СИ”. Назовите основы метрологического обеспечения СИ в стране.
2) Дайте развернутую характеристику технических основ метрологического обеспечения (МО).
3) Что понимается под организационными основами МО? Коротко поясните их структуру.
4) Что включает в себя (какие виды деятельности) система Государственных испытаний СИ. Для чего проводятся и чем, обычно, заканчиваются Государственные испытания СИ?
5) Что понимается под термином “метрологическая аттестация” СИ? Чем она отличается от “Государственных испытаний”? Дайте характеристику метрологической аттестации с метрологической и правовой точек зрения.
6) Дайте определение понятию “поверка”. Дайте характеристику поверке с метрологической и правовой точек зрения.
7) Какие формы метрологического надзора за СИ вам известны? Назовите и дайте им характеристику.
8) Дайте определение понятиям: “эталон”; “образцовое средство измерений” (ОСИ); “рабочее средство измерений” (РСИ). Чем ОСИ отличается от РСИ?
9) Что такое “поверочная схема”? Для чего она создается? Какие поверочные схемы бывают.
10) Что такое “стандартный образец”? Какие они бывают? Для чего они нужны и какую роль выполняют в процессе передачи размера единицы ФВ?
2.6.2. Примеры решения задач
Задача № 2.20
При поверке вольтметра класса точности 1,0 с
В на отметке шкалы 8В показания образцового вольтметра с таким же пределом измерения и классом точности 0,2 были - 8,15В. Определить, соответствует ли поверяемый вольтметр своему классу точности.
Решение:
Для того чтобы поверяемый прибор соответствовал своему классу точности, относительная приведенная погрешность (в процентах по модулю) ни в одной точке шкалы не должна превышать класса точности, либо абсолютная погрешность поверяемого прибора (по модулю) ни в одной точке шкалы не должна превышать предела допускаемой абсолютной погрешности, определяемого классом точности.
Первый вариант решения:
Определим относительную приведенную погрешность поверяемого прибора на отметке шкалы - 8В. Показания ОСИ в ситуации поверки, как известно, есть действительное значение измеряемой величины.
%,
% 1%,
следовательно, прибор не соответствует классу точности 1,0.
Второй вариант решения:
Определим предел допускаемой абсолютной погрешности поверяемого прибора, который при таком условном обозначении класса точности для поверяемого вольтметра равен:
В.
Действительное значение абсолютной погрешности для поверяемого прибора на отметке шкалы 8В равно:
В.
В 
В,
следовательно, прибор не соответствует классу точности 1,0.
Ответ: прибор не соответствует своему классу точности.
Задача № 2.21
При поверке вольтметра после ремонта были получены следующие данные (колонки 1,2 и 4 таблицы).
Присвоить поверяемому прибору класс точности по результатам поверки. Считать, что прибор имеет только аддитивную погрешность.
Решение:
При поверке электроизмерительных приборов по полной программе соответствие их заявленному классу точности (или присвоение прибору класса точности по результатам поверки) осуществляется по двум критериям:
1. Величина погрешности поверяемого прибора (абсолютной или относительной приведенной) ни в одной точке шкалы не должна превышать предела допускаемой основной погрешности (выраженного в абсолютной либо в относительной приведенной формах);
2. Вариация показаний прибора ни в одной точке шкалы не должна превышать допустимого для нее предела.
Вариация (разность показаний образцового СИ при плавном подходе к одной и той же отметке шкалы поверяемого прибора при увеличении показаний и при их уменьшении) нормируется в зависимости от конструктивных особенностей прибора и нормы на нее могут колебаться от половины предела допускаемой основной погрешности, до полуторакратного значения этой величины. Для большинства лабораторных приборов вариация не должна превышать предела допускаемой основной погрешности. Этот критерий и будем использовать при решении задач.
Решение:
1. Определяем абсолютную погрешность поверяемого прибора в каждой поверяемой точке при увеличении показаний (колонка 3 таблицы)
;
и при уменьшении показаний (колонка 5 таблицы)
.
2. Определяем вариацию показаний поверяемого прибора (колонка 6 таблицы)
.
3. Находим максимальную по модулю абсолютную погрешность поверяемого прибора из всех, полученных при поверке (0,05В для отметки 5В при увеличении показаний, см. колонку 2 табл.) и максимальную величину вариации (0,025В для той же отметки шкалы, см. колонку 6 табл.).
Так как значения абсолютной погрешности и вариации показаний оказались максимальными для одной и той же отметки шкалы – 5В и величина вариация составляет половину от максимального значения абсолютной погрешности, то в качестве критерия для присвоения прибору класса точности следует использовать величину абсолютной погрешности прибора на отметке шкалы 5В.
Ом.4. Напряжение измеряется двумя параллельно включенными вольтметрами: V1, типа В-140, класса 2,5 с пределом измерения
В и V2 типа М366, класса 1,0 с пределом измерения В. Показания какого вольтметра точнее, если при измерении напряжения показания приборов были: В; В? Сравните точность вольтметров.5. Расшифруйте следующее условное обозначение класса точности магазина сопротивлений
.Определите абсолютную и относительную погрешности резистора, если установленное сопротивление равно 65кОм, а верхний предел магазина сопротивлений 100кОм.
6. В паспорте электронного милливольтметра записано:
основная приведенная погрешность
%; нормальные условия эксплуатации следующие:
температура +20С; напряжение питания 220 В; частота питающей сети 50 Гц;
диапазоны рабочих условий:
температура -
С; изменение напряжения питания - %, отклонение частоты питающего напряжения %, дополнительные погрешности в пределах рабочих интервалов не превышают основной погрешности при изменении влияющих факторов на каждые 10С; 10% изменения напряжения; 1% отклонения частоты.
Определить пределы эксплуатационной погрешности милливольтметра в наихудших условиях.
7. При поверке цифрового частотомера измерялась частота сигнала на выходе стандарта частоты, равная 100кГц. Были получены следующие результаты: 100,010; 100,008; 100,006; 100,007; 100,006; 100,005; 100,006; 100,004; 100,006; 100,003кГц. По результатам поверки определить систематическую и случайную погрешности частотомера. Распределение случайной погрешности считать нормальным.
8. Испытания 200 радиоламп на их срок службы дали следующие результаты (результаты сгруппированы по интервалам):
| t(час) | 300 400 | 400 500 | 500 600 | 600 700 | 700 800 | 800 900 | 900 1000 | 1000 1100 | 1100 1200 |
 | 1 | 9 | 18 | 33 | 40 | 52 | 29 | 14 | 4 |
Установить закон распределения срока службы радиоламп. Состоятельность гипотезы о виде закона распределения проверить с помощью критерия
при уровне значимости .9. Измерение мощности нагревателя калориметра производилось косвенным методом по показателям амперметра и вольтметра. Оба прибора имеют класс точности 0,5 и работают в нормальных условиях. Предел измерения амперметра
А, предел измерения вольтметра В, а показания приборов были, соответственно, 3,5А и 24В.Определить погрешность, с которой измерена мощность, и записать результат измерения в окончательном виде.
10. Собственная частота резонансного контура определяется выражением:
.Определить, с какой погрешностью будет рассчитана частота по приведенной формуле, если известно, что
мкН; пФ; , а относительные погрешности, с которыми известны параметры контура, равны соответственно:
%;
%; %.Записать результат расчета резонансной частоты контура в окончательном виде при
.2.6. Метрологическое обеспечение средств измерений
2.6.1. Вопросы для самоконтроля
1) Дайте определение понятию “метрологическое обеспечение СИ”. Назовите основы метрологического обеспечения СИ в стране.
2) Дайте развернутую характеристику технических основ метрологического обеспечения (МО).
3) Что понимается под организационными основами МО? Коротко поясните их структуру.
4) Что включает в себя (какие виды деятельности) система Государственных испытаний СИ. Для чего проводятся и чем, обычно, заканчиваются Государственные испытания СИ?
5) Что понимается под термином “метрологическая аттестация” СИ? Чем она отличается от “Государственных испытаний”? Дайте характеристику метрологической аттестации с метрологической и правовой точек зрения.
6) Дайте определение понятию “поверка”. Дайте характеристику поверке с метрологической и правовой точек зрения.
7) Какие формы метрологического надзора за СИ вам известны? Назовите и дайте им характеристику.
8) Дайте определение понятиям: “эталон”; “образцовое средство измерений” (ОСИ); “рабочее средство измерений” (РСИ). Чем ОСИ отличается от РСИ?
9) Что такое “поверочная схема”? Для чего она создается? Какие поверочные схемы бывают.
10) Что такое “стандартный образец”? Какие они бывают? Для чего они нужны и какую роль выполняют в процессе передачи размера единицы ФВ?
2.6.2. Примеры решения задач
Задача № 2.20
При поверке вольтметра класса точности 1,0 с
В на отметке шкалы 8В показания образцового вольтметра с таким же пределом измерения и классом точности 0,2 были - 8,15В. Определить, соответствует ли поверяемый вольтметр своему классу точности.Решение:
Для того чтобы поверяемый прибор соответствовал своему классу точности, относительная приведенная погрешность (в процентах по модулю) ни в одной точке шкалы не должна превышать класса точности, либо абсолютная погрешность поверяемого прибора (по модулю) ни в одной точке шкалы не должна превышать предела допускаемой абсолютной погрешности, определяемого классом точности.
Первый вариант решения:
Определим относительную приведенную погрешность поверяемого прибора на отметке шкалы - 8В. Показания ОСИ в ситуации поверки, как известно, есть действительное значение измеряемой величины.
%, % 1%,следовательно, прибор не соответствует классу точности 1,0.
Второй вариант решения:
Определим предел допускаемой абсолютной погрешности поверяемого прибора, который при таком условном обозначении класса точности для поверяемого вольтметра равен:
В.Действительное значение абсолютной погрешности для поверяемого прибора на отметке шкалы 8В равно:
В. В В,следовательно, прибор не соответствует классу точности 1,0.
Ответ: прибор не соответствует своему классу точности.
Задача № 2.21
При поверке вольтметра после ремонта были получены следующие данные (колонки 1,2 и 4 таблицы).
Присвоить поверяемому прибору класс точности по результатам поверки. Считать, что прибор имеет только аддитивную погрешность.
 (В) |  (В) |  (В) |  (В) |  (В) |  (В) |
| 1 | 1,020 | 0,02 | 1,025 | 0,025 | 0,005 |
| 2 | 1,990 | +0,01 | 2,010 | 0,01 | 0,02 |
| 3 | 2,980 | +0,02 | 2,990 | +0,01 | 0,01 |
| 4 | 3,975 | +0,025 | 3,980 | +0,02 | 0,005 |
| 5 | 4,950 | +0,05 | 4,975 | +0,025 | 0,025 |
Решение:
При поверке электроизмерительных приборов по полной программе соответствие их заявленному классу точности (или присвоение прибору класса точности по результатам поверки) осуществляется по двум критериям:
1. Величина погрешности поверяемого прибора (абсолютной или относительной приведенной) ни в одной точке шкалы не должна превышать предела допускаемой основной погрешности (выраженного в абсолютной либо в относительной приведенной формах);
2. Вариация показаний прибора ни в одной точке шкалы не должна превышать допустимого для нее предела.
Вариация (разность показаний образцового СИ при плавном подходе к одной и той же отметке шкалы поверяемого прибора при увеличении показаний и при их уменьшении) нормируется в зависимости от конструктивных особенностей прибора и нормы на нее могут колебаться от половины предела допускаемой основной погрешности, до полуторакратного значения этой величины. Для большинства лабораторных приборов вариация не должна превышать предела допускаемой основной погрешности. Этот критерий и будем использовать при решении задач.
Решение:
1. Определяем абсолютную погрешность поверяемого прибора в каждой поверяемой точке при увеличении показаний (колонка 3 таблицы)
;и при уменьшении показаний (колонка 5 таблицы)
.2. Определяем вариацию показаний поверяемого прибора (колонка 6 таблицы)
.3. Находим максимальную по модулю абсолютную погрешность поверяемого прибора из всех, полученных при поверке (0,05В для отметки 5В при увеличении показаний, см. колонку 2 табл.) и максимальную величину вариации (0,025В для той же отметки шкалы, см. колонку 6 табл.).
Так как значения абсолютной погрешности и вариации показаний оказались максимальными для одной и той же отметки шкалы – 5В и величина вариация составляет половину от максимального значения абсолютной погрешности, то в качестве критерия для присвоения прибору класса точности следует использовать величину абсолютной погрешности прибора на отметке шкалы 5В.