Файл: Отчет по лабораторной работе 2 по дисциплине Метрология и измерительные датчики.docx
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 295
Скачиваний: 4
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 № 2 по дисциплине «Метрология и измерительные датчики»Выполнил:студент гр. з-М62:________Сулейменова Д.«___»__________ 2022 г.Проверил:доцент каф. КСУП, к.т.н.__________ В. Ф. Отчалко «___»_________ 2022 г.Томск 2022 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 эксперимента1. Измерение индуктивности катушки прибором Е9 - 4 (Е4 – 4) методом непосредственного отсчетаИндуктивность катушки методом непосредственного отсчета прибором Е9-4 на частоте равна 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 , кГц.За истинное значение собственной емкости катушки возьмем среднее арифметическое значение для трех разных случаев:1) = 90 пФ, = 450 пФ;2) = 30 пФ, = 390 пФ;3) = 60 пФ, = 420 пФ;По формуле (2.1) вычислим индуктивность : 199.3 мкГнВычислим 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:2.Измерение индуктивности катушки косвенным методом 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.
Таблица 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:3. Измерение малой и большой емкости прибором Е9-4.
Малая емкость: С1=450 пФ и С2=170 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=250 пФ и С2=291 пФ. Тогда значение большой 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:4. Измерение индуктивности катушки и емкостей конденсаторов методом сравнения с мерой на приборе Е12-1.Значение индуктивности катушки: . Значения малой и большой емкостей: и соответственно. Относительная методическая погрешность
Для вычисления собственной емкости катушки индуктивности используется соотношение: , (2.2)где и - значения емкости контура куметра, взятые из данных; и – значения частот соответствующих и , кГц.За истинное значение собственной емкости катушки возьмем среднее арифметическое значение для трех разных случаев:1) = 90 пФ, = 450 пФ;2) = 30 пФ, = 390 пФ;3) = 60 пФ, = 420 пФ;По формуле (2.1) вычислим индуктивность : 199.3 мкГнВычислим 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) | |
| Результаты вычислений по формуле (2.5-2.6) приведены в таблице 2.1 | | |
, пФ | , кГц | , мкГн | , мкГн | , мкГн | , (мкГн)2 |
| 30 | 1950 | 222 | 196.2 | 4.16 | 17.3 |
| 60 | 1450 | 200.8 | 188.4 | -3.64 | 13.2 |
| 90 | 1200 | 195.4 | 187.2 | -4.84 | 23.4 |
| 120 | 1040 | 195.2 | 189 | -3.04 | 9.2 |
| 150 | 925 | 197.4 | 192.3 | 0.26 | 0.07 |
| 180 | 840 | 199.4 | 195.1 | 3.06 | 9.4 |
| 210 | 775 | 200.8 | 197.1 | 5.06 | 25.6 |
| 240 | 725 | 200.8 | 197.5 | 5.46 | 29.8 |
| 270 | 690 | 197 | 194.2 | 2.16 | 4.7 |
| 300 | 655 | 196.8 | 194.2 | 2.16 | 4.7 |
| 330 | 630 | 193.4 | 191.1 | -0.94 | 0.9 |
| 360 | 605 | 192.2 | 190.1 | -1.94 | 3.8 |
| 390 | 582 | 191.7 | 189.8 | -2.24 | 5 |
| 420 | 560 | 192.3 | 190.5 | -1.54 | 2.4 |
| 450 | 545 | 189.5 | 187.9 | -4.14 | 17 |
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) |
Малая емкость: С1=450 пФ и С2=170 пФ. Тогда значение малой емкости измеряемого конденсатора равно:Определим относительную погрешность измерения:
| (2.11) |
| (2.12) |
| (2.13) |
, пФ
, кГц
, мкГн
, мкГн
, мкГн
, (мкГн)2