21. Систематические погрешности по характеру измерения

По характеру своего поведения в процессе измерения систематические погрешности подразделяются на постоянные и переменные.

Постоянные систематические погрешности возникают, например, при неправильной установке начала отсчета, неправильной градуировке и юстировке средств измерения и остаются постоянными при всех повторных наблюдениях. Поэтому, если уж они возникли, их очень трудно обнаружить в результатах наблюдений.

Среди переменных систематических погрешностей принято выделять прогрессивные и периодические.

Прогрессивная погрешность возникает, например, при взвешивании, когда одно из коромысел весов находится ближе к источнику тепла, чем другое, поэтому быстрее нагревается и удлиняется. Это приводит к систематическому сдвигу начала отсчета и к монотонному изменению показаний весов.

Периодическая погрешность присуща измерительным приборам с круговой шкалой, если ось вращения указателя не совпадает с осью шкалы.

Все остальные виды систематических погрешностей принято называть погрешностями, изменяющимися по сложному закону.

22. Методические погрешности при измерении мощности в эл. Цепи косвенным методом.

В отсутствии дорогих электродинамических и сложных цифровых ваттметров удобно измерять мощность постоянного тока косвенно – при помощи амперметра и вольтметра. В этом случае для определения искомого значения мощности P сначала находят значение силы постоянного тока I и напряжения U, после чего значение мощности вычисляют по формуле P=IU.

При косвенных измерениях электрической мощности возможны две схемы включения приборов (рис.3.2.1.а и 3.2.1.б). В обоих случаях на результатах измерений сказывается методическая погрешность, обусловленная слиянием внутреннего сопротивления вольтметра и/или амперметра. В схеме, представленной на рис.3.2.1.а, амперметр измеряет не ток нагрузки, а сумму токов нагрузки и вольтметра, в схеме, представленной на рис.3.2.1.б – показания вольтметра определяются не падением напряжения на нагрузке, а суммой падений напряжения на нагрузке и амперметре. Следовательно, в обоих случаях мощность, вычисленная на основании показаний амперметра и вольтметра, будет отличаться от действительного значения.

Первую схему лучше использовать, если R_{НАГРУЗКИ}<<R_{ВОЛЬТМЕТРА} вторую – если R_{НАГРУЗКИ}>>R_{АМПЕРМЕТРА}, где_, R_{НАГРУЗКИ} – сопротивление нагрузки, а R_{ВОЛЬТМЕТРА,} R_{АМПЕРМЕТРА} – внутреннее сопротивление вольтметра и амперметра соответственно.

Методические погрешности рассчитываются по формулам:

1.Относительные:

а) для высокоомной нагрузки;

δ_Р1М=R_A/R_Н

b)для низкоомной нагрузки:

δ_Р2М=R_Н/R_V

2.Абсолютные:

Δ_Р.мет.=Р_изм.* δ_РМ %/(100- δ_РМ %)

23. Методические погрешности при измерении сопротивления резистора в эл. Цепи косвенным методом.

Измерение активных сопротивлений производится на постоянном токе. При этом включение резистора в измерительную цепь возможно по двум схемам, каждая из которых несет свою методическую погрешность.

Для нахождения сопротивления RX необходимо измерить ток IR, протекающий через резистор, и падение напряжения UR на резисторе.

3. 2. 1. Схема «амперметр впереди». В схеме на рис. 3, а падение напряжения действительно измеряется на резисторе, тогда как сила тока IА, измеренная амперметром, будет больше силы тока, протекающего через резистор, на значение IV силы тока, протекающего через вольтметр:

I_A=I_R+I_V

Т . е. по показаниям приборов мы вычисляем не действительное значение сопротивления , а

3. 2. 2. Схема «вольтметр впереди». При использовании схемы на рис. 3, б амперметр измеряет силу тока, проходящего через резистор, однако напряжение UV, измеренное вольтметром, будет больше падения напряжения на резисторе на значение UA падения напряжения на сопротивлении амперметра:

U_V=U_R+U_A

Сопротивление, вычисленное по показаниям приборов, будет эквивалентно цепочке последовательно включенных искомого сопротивления и сопротивления амперметра

R_X^’=R_X+R_A

Из вышесказанного следует, что при использовании схемы рис. 3, а относительная методическая погрешность с увеличением измеряемого сопротивления увеличивается; при использовании схемы рис. 3, б – уменьшается.

Также очевидно, что методические погрешности схем рис. 3 зависят от сопротивлений приборов: для схемы «а» «благоприятно» большое сопротивление вольтметра, для схемы «б» – малое сопротивление амперметра.