Лабораторная работа по дисциплине «Метрология» для ОФ ПГУТИ

Лабораторная работ а 5 ПРЯМЫЕ ОДНОКРАТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Цели и задачи Ознакомление с прямым методом измерения тока и напряжения. Изучение порядка настройки и работы приборов непосредственной оценки электрических величин; оценка результатов измерения и представление их в соответствии с требованиями нормативных документов; приобретение практических навыков прямого метода измерения электрических величин. Задания 1. Ознакомиться с принципами метода прямого измерения электрических величин. 2. Собрать измерительную схему (по заданию преподавателя). 3. Провести прямые измерения электрических величин. 4. Определить абсолютную и относительную погрешности приборов по результатам измерения. Объекты и средства измерения: -электрический стенд; -набор проводов со штекерами. Приборы оценки электрических величин Приборы непосредственной оценки электрических величин имеют шкалу, проградуированную в единицах измеряемой величины. Числовое значение измеряемой величины снимается непосредственно со шкалы прибора. Какими бы точными не были средства и методы измерений и как бы тщательно не выполнялись измерения, их результаты являются приближенными с какой-либо точностью к истинному значению измеряемой физической величины. Другими словами – измеряемая величина определяется с некоторой погрешностью, размер которой зависит от точности измерения. Погрешности измерения делятся на абсолютные, относительные, приведенные. Абсолютная погрешность (обозначается ∆) выражается в единицах измеряемой величины и является отклонением результата измерения Х от истинного значения величины Хи: ∆ = Х – Хи. Абсолютная погрешность характеризует величину и знак полученной погрешности, но не определяет качество проведенного измерения. Относительная погрешность (обозначается δ, измеряется в процентах) является отношением абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:Δ = ∆ / Хи ∙100 %. Приведенная погрешность (обозначается δпр) выражает потенциальную точность измерения и является отношением абсолютной погрешности к некоторому нормируемому значению ХN, например, сумме конечных значений шкалы: Δпр = ∆ / ХN ∙100 %. По характеру изменения погрешности измерений делят на систематические, случайные и грубые. По причинам возникновения погрешности могут быть методическими, инструментальными, внешними и субъективными. Методические погрешности возникают из-за несовершенства метода измерений, использования неверных теоретических предпосылок, а также влияния выбранных средств измерения на параметры сигналов. Эту погрешность можно уменьшить изменением метода измерения. Инструментальные погрешности появляются из-за несовершенства средств измерения, т. е. по причине погрешностей средств измерения (неточная градуировка, смещение нуля, вариации показаний в процессе эксплуатации и т. д.). Уменьшить эти погрешности можно, применяя более точный прибор. Внешние погрешности связаны с изменением параметров измеряющего прибора от влияния внешних факторов (влажность воздуха, температура окружающей среды, нестабильность источников питания, механических воздействий и т. д.). В большинстве случаев эти погрешности относятся к систематическим и учитываются при обработке результатов измерений. Субъективные погрешности вызываются ошибками оператора при считывании результатов. От них можно избавиться, применяя цифровые приборы или автоматические средства измерения. По характеру поведения измеряемой физической величины в процессе измерения различают статические и динамические погрешности. Статические погрешности возникают при измерении статической величины. Динамические погрешности образуются при несоответствии временных характеристик прибора и скорости изменения измеряемой величины. По условиям, в которых используются средства измерения, различают основную и дополнительную погрешности. Основная погрешность измерений появляется в нормальных (оговоренных в технических условиях) условиях. 52 Дополнительная погрешность возникает при отклонениях условий эксплуатации. В реальной действительности наблюдателя интересует не каждая из многочисленных погрешностей, а конечная погрешность измерения физической величины, которая дает возможность оценить точность измерения и, главное, приемлемость результатов измерения. Класс точности характеризует погрешность средств измерения и косвенно связан с погрешностью измерения, осуществляемого данным средством. Деление по классу точности средств измерения следующее: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3 и т. д. По классу точности прибора можно определить максимально допустимую абсолютную погрешность: ∆ ≤ ± Кп ∙ Хном / 100. Например, для амперметра со шкалой 0–10 А (Хном = 10 А) и класса точности 1 наибольшая абсолютная погрешность составит: ∆ ≤ ± 1 ∙ 10 / 100 = ± 0,1 А. Если класс точности неизвестен, то абсолютная погрешность принимается равной половине цены деления шкалы на выбранном пределе измерения. Последовательность выполнения работы 1. Ознакомиться с методическими указаниями к работе и рекомендуемой литературой. 2. Изучить устройство и принцип действия средств измерения. 3. Ознакомиться с заданием. 4. Собрать заданную преподавателем электрическую схему на стенде. 5. По заданным значениям напряжения на входе и сопротивления резисторов определить показания приборов схемы измерения цепи. 6. Полученные показания внести в таблицу. Содержание отчета 1. Указать цели и задачи работы, задания. 2. Привести основные формулы, применяемые при выполнении задания, ход расчетов, заполненные табл. 5.1, 5.2. 3. Сделать выводы. Контрольные вопросы и задания 1. Что называют прямым измерением электрической величины? 2. Что называют классом точности прибора? 3. Дайте характеристику абсолютной погрешности измерения. 4. Что называют относительной погрешностью измерения? 5. Расскажите о приведенной погрешности измерения. 6. Почему относительная погрешность более наглядно представляет точность измерения? 7. Как определить абсолютную погрешность по классу точности и пределу измерения прибора? 8. Для чего используется понятие «приведенная погрешность»? 9. Чем определяется ограниченная точность электроизмерительных приборов? 10.Какой тип погрешности вносит наибольший процент в погрешность измерений?