Методические указания к выполнению лабораторной работы №2 по курсу “Основы измерительной техники” для студентов электротехнических специальностей всех форм обучения (стр. 1 из 3)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
 |
 |
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ: Декан ЭФФ
_________ Евтушенко Г.С.
"__ __"____________ 2009г.
Погрешности измерений
И обработка результатов
Методические указания
к выполнению лабораторной работы №2
по курсу “Основы измерительной техники”
для студентов электротехнических
специальностей всех форм обучения
ТОМСК 2009
УДК 621.317.088 Погрешности измерения и обработка результатов.
Методические указания по подготовке и выполнению лабораторной работы №2
По курсу «Основы измерительной техники» для студентов электротехнических
специальностей всех форм обучения. -
Томск: изд.ТПУ, 2009,-12 с.
Составители: доцент, к.т.н. Вотяков В.Ф.
доцент, к.т.н. А.М.Нестеров
Рецензент: доцент, к.т.н. Д.В.Миляев
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию мето
дическим семинаром кафедры Информационно-измерительной техники
05 февраля 2009 г.
Зав.кафедрой ИИТ, профессор
___________ Гольдштейн А.Е.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N2
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ВВЕДЕНИЕ
Под погрешностью результата измерения понимают разность между измеренным и истинным значением измеряемой величины. Погрешность присутствует всегда, ее можно только уменьшить, используя более точные средства и методы измерения. Значение погрешности обусловлено множеством факторов. Умение правильно оценить влияние этих факторов на погрешность дает возможность выбрать те методы и средства измерения, которые позволяют получить требуемую точность измерения.
В данной лабораторной работе производится оценка погрешности прямых однократных и многократных измерений, а также косвенных однократных измерений. При обработке результатов измерений необходимо научиться оценивать погрешность и правильно представлять результат измерения.
Работа рассчитата на 2 часа.
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Уяснить сущность погрешности измерения и ее составляющих.
1.2. Научиться по результатам измерения правильно оценивать
измеряемую величину и погрешность измерения.
2. ПРОГРАММА РАБОТЫ
2.1. Ознакомиться с приборами, используемыми в лабораторной работе, по техническим описаниям на эти приборы.
2.2. Провести однократные измерения постоянного и переменного напряжений. Оценить погрешность измерения и правильно записать результат измерения, считая ,что методическая погрешность пренебрежимо мала, а дополнительная погрешность возникает из-за отклонения температуры окружающей среды на 10 градусов от нормальной.
2.3. Определить методическую погрешность измерения напряжения вольтметром теоретически и экспериментально и сравнить между собой полученные результаты.
2.4. Измерить силу тока через нагрузку амперметром и обработать результаты измерения с учетом методической погрешности и дополнительной за счет изменения температуры.
2.5. Определить мощность на нагрузке косвенным путем, оценить погрешность и представить результат измерения.
2.6. Произвести многократные измерения выпрямленного напряжения цифровым вольтметром, оценить погрешность и представить результат измерения.
2.7. Составить отчет о проделанной работе.
3. Приборы и оборудование
3.1 Вольтамперметр М2044 (М2038)
3.2. Мультиметр цифровой АРРА-109N
3.3 Генератор сигналов специальной формы SFG-2004 (ГССФ)
3.4 Источник питания постоянного тока GPS-4251 (ИППТ)
3.5. Магазин сопротивлений Р33
3.6. Лабораторный макет
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Действительное значение измеряемой величины X 
можно представить в виде:
X =X + Δ, где Х -результат измерения, Δ - погрешность измерения. (1)
В общем случае Δ состоит из систематической
и случайной 
составляющих погрешности. При обработке результатов измерений различают прямые и косвенные, однократные и многократные измерения.4.1. Обработка результатов прямых однократных измерений
Однократные измерения проводятся только при отсутствии случайной составляющей погрешности, поэтому при однократных измерениях оценивается только систематическая погрешность. Систематическая погрешность
измерения складывается из трех составляющих: основной инструментальной 
, дополнительной инструментальной 
, и методической погрешности 
.4.1.1. Определение основной инструментальной погрешности
Основная инструментальная погрешность определяется по классу точности прибора.
Если класс точности представлен в виде предела приведенной погрешности
 , |
где К - класс точности прибора,
- нормирующее значение. Тогда  (2) |
 |
Если класс точности прибора представлен в виде отношения
, то в относительном виде основную инструментальную погрешность из мерения 
можно определить по выражению(3)
где
- конечное значение диапазона измерения прибора,
- измеряемое значение.  . (4) |
В абсолютном виде основную инструментальную погрешность
можно определить по выражению4.1.2. Определение дополнительной инструментальной погрешности
Дополнительная инструментальная погрешность также связана с классом точности прибора и выражается в той же форме, что и основная погрешность.
Например, изменение показаний электроизмерительного прибора класса 0,5, вызванное изменением температуры окружающей среды,не должно выходить за пределы 0,5% на каждые 10ºС изменения температуры в пределах рабочего интервала температур.
Конкретная связь дополнительной погрешности с классом точности раскрывается в частных стандартах на средства измерения
 |
или
. (5)Для цифровых приборов(класс точности которых задается в виде
)дополнительная инструментальная погрешность 
, вызванная изменением температуры на 
градусов относительно нормальной (20º С) и выраженная в процентах, не превышает  |
или
. ( 6)4.1.3. Определение методической погрешности
Методическая погрешность возникает из-за несовершенства метода измерения, из-за влияния средств измерения на объект, свойство которого измеряется, т.е. в каждом конкретном случае методическая погрешность оценивается по-своему.
 |
Так при измерении тока в цепи амперметром, включаемым в цепь во время измерения, методическая погрешность возникает из-за изменения тока при включении амперметра с внутренним сопротивлением
в цепь с сопротивлением 
за счет изменения общего сопротивления (рис.1)