
- •Лабораторно-практичне заняття №1 Повірка, ревізія та експертиза засобів вимірювальної техніки
- •Хід виконання роботи.
- •Методи та способи метрологічного контролю
- •Оформлення звіту.
- •Лабораторна робота №2 Контроль пружинних манометрів
- •Необхідне обладнання
- •Хід виконання роботи при перевірці пружинного (металевого трубчастого) манометра.
- •Оформлення звіту
- •Лабораторна робота № 3 Визначення систематичних похибок приладів
- •Оформлення звіту
- •Лабораторна робота №4 Метрологічна оцінка результатів вимірів
- •Оформлення звіту
- •Лабораторна робота №5 Необхідна кількість вимірювань для досягнення заданої точності
- •5.1. Відома середня квадратична помилка вимірювань.
- •5.2. Невідома середня квадратична помилка вимірювань.
- •Оформлення звіту
- •Лабораторна робота №6 Управління якістю очищення води
- •Оформлення звіту.
Оформлення звіту
Записати назву лабораторної роботи та її мету.
Для кожного приладу замалювати вигляд шкали та навести формули для обчислення абсолютної похибки ΔY. Відносну похибку δ розрахувати за формулою
δ=ΔY/Y
Для кожного приладу визначити: а) відносну систематичну похибку δ; б) абсолютну систематичну похибку виміру ; в) можливе значення виміряного параметра
; г) обчислити результуючу систематичну похибку двох приладів П1 та П2 за формулою
Θ=1,1
Для своїх варіантів накреслити шкали приладів та привести розрахункові формули.
Результати обчислень занести в таблицю (див. зразок табл. 3.4). зробити висновок залежності від класу точності приладу.
Таблиця 3.4
Показ приладів Y |
Прилад 1 |
Прилад 2 |
|||||||
Клас точності |
δ |
|
Клас точності |
Δ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Виміряний параметр |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||
Θ |
Y-Θ |
Y+Θ |
|||||||
|
|
|
Контрольні запитання:
Що називається класом точності засобу вимірювання?
В яких одиницях дається в паспортах засобів вимірювань його клас точності?
Які види рівномірної шкали існують на аналогових приладах?
Назвіть види нерівномірних шкал на засобах вимірювань.
Якими факторами викликані систематичні похибки засобів вимірювань?
Лабораторна робота №4 Метрологічна оцінка результатів вимірів
Мета роботи: Навчитись визначати випадкову та систематичну похибки результатів експериментів з врахуванням класів точності засобів вимірів.
Вихідна інформація:В результаті експериментів отримана вибірка об’ємом n=30 (див. табл. 4.1 для свого варіанта). При вимірах було використано два прилади П1 та П2 з відносними похибками δ1 і δ2, відповідно (див табл. 3.4 лабораторної роботи №3). Необхідно: 1) обчислити вибіркове середнє; 2) виключити грубі помилки, які можливі при вимірах; 3) методом вірчих інтервалів з імовірністю р=0,95 визначити випадкову похибку ε (за інтегральною функцією Гауса або Стьюдента); 4) обчислити результуючу систематичну похибку для двох приладів; 5) визначити результуючу похибку з врахуванням класів точності приладів і вказати метрологічний інтервал, в якому слід очікувати величину х, що вимірювалась.
Таблиця 4.1
Дані |
Варіанти |
|
|||||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||||||||
1 |
1,18 |
5,03 |
3,73 |
3,65 |
4,46 |
4,1 |
1,98 |
2,66 |
1,52 |
1,73 |
|||||||||||
2 |
1,18 |
3,08 |
4,12 |
3,31 |
2,44 |
3,14 |
2,51 |
1,94 |
2,45 |
2,12 |
|||||||||||
3 |
1,13 |
2,8 |
2,18 |
1,33 |
2,27 |
3,1 |
1,95 |
1,21 |
1,92 |
2,31 |
|||||||||||
4 |
1,27 |
2,49 |
4,18 |
3,55 |
3,4 |
4,58 |
2,06 |
1,32 |
1,76 |
1,74 |
|||||||||||
5 |
1,15 |
1,79 |
1,24 |
2 |
4,49 |
2,62 |
1,61 |
2,13 |
1,9 |
2,23 |
|||||||||||
6 |
1,16 |
2,29 |
3,22 |
4,53 |
3,17 |
2,64 |
2,19 |
1,51 |
0,99 |
2,07 |
|||||||||||
7 |
1,29 |
1,69 |
3,28 |
2,52 |
2,79 |
3,86 |
2,17 |
1,91 |
1,75 |
2,44 |
|||||||||||
8 |
1,22 |
3,55 |
2,56 |
2,28 |
4,36 |
2,41 |
1,14 |
2,32 |
2,79 |
2,63 |
|||||||||||
9 |
1,16 |
4,2 |
3,75 |
3,51 |
2,47 |
3,85 |
2,17 |
2,6 |
1,77 |
1,87 |
|||||||||||
10 |
1,23 |
3,03 |
4,34 |
3,85 |
1,94 |
2,23 |
2,9 |
2,19 |
2,7 |
2,25 |
|||||||||||
11 |
1,13 |
3,32 |
3,05 |
0,86 |
3,18 |
3,95 |
2,82 |
1,98 |
1 |
2,3 |
|||||||||||
12 |
1,11 |
4,11 |
4,08 |
3,08 |
3,18 |
2,85 |
1,29 |
1,73 |
2,65 |
1,76 |
|||||||||||
13 |
1,1 |
3,66 |
2,68 |
4,31 |
2,2 |
4,84 |
0,94 |
2,07 |
1,89 |
1,06 |
|||||||||||
14 |
1,24 |
2,91 |
3,35 |
3,01 |
3,25 |
2,89 |
1,04 |
1,12 |
1,71 |
1,77 |
|||||||||||
15 |
1,11 |
3,64 |
3,61 |
5,93 |
3,42 |
3,49 |
3,26 |
2,02 |
1,74 |
1,54 |
|||||||||||
16 |
1,04 |
2,96 |
3,26 |
2,79 |
3,95 |
1,57 |
1,76 |
2,1 |
2,09 |
1,17 |
|||||||||||
17 |
1,21 |
4,47 |
1,74 |
2,19 |
3,57 |
2,78 |
1,8 |
2,31 |
2 |
1,88 |
|||||||||||
18 |
1,07 |
2,16 |
3,71 |
3,04 |
2,52 |
4,07 |
2,45 |
2,23 |
2,53 |
1,49 |
|||||||||||
19 |
1,17 |
3,96 |
3 |
3,12 |
2,09 |
4,74 |
1,83 |
1,8 |
0,83 |
2,62 |
|||||||||||
20 |
1,02 |
2,36 |
1,59 |
4,31 |
1,67 |
4,02 |
1,73 |
3,05 |
2,06 |
0,67 |
|||||||||||
21 |
1,16 |
2,56 |
1,84 |
2,05 |
2,14 |
3,82 |
2,04 |
1,63 |
2,08 |
2,94 |
|||||||||||
22 |
1,12 |
2,99 |
2,74 |
2,77 |
3,02 |
3,32 |
2,76 |
1,36 |
2,16 |
2,16 |
|||||||||||
23 |
1,13 |
2,58 |
5,38 |
2,21 |
2,98 |
2,26 |
1,84 |
2,65 |
2,19 |
1,75 |
|||||||||||
24 |
1,04 |
3,02 |
2,69 |
2,96 |
2,88 |
2,77 |
0,92 |
1,33 |
1,26 |
2,07 |
|||||||||||
25 |
1,23 |
4,14 |
2,23 |
4,25 |
0,3 |
4,16 |
1,98 |
2,15 |
1,57 |
1,81 |
|||||||||||
26 |
1,07 |
2,82 |
4 |
3,61 |
2,9 |
2,8 |
1,63 |
1,77 |
2,38 |
2,39 |
|||||||||||
27 |
1,15 |
3,32 |
3,4 |
2,22 |
3,1 |
2,1 |
1,55 |
1,62 |
2,3 |
1,02 |
|||||||||||
28 |
1,38 |
3,42 |
3,98 |
4,37 |
1,76 |
3,21 |
2,23 |
1,48 |
1,87 |
2,24 |
|||||||||||
29 |
1,27 |
2,98 |
2,26 |
3,7 |
1,66 |
5,39 |
2,09 |
1,69 |
3 |
2,53 |
|||||||||||
30 |
1,1 |
3,65 |
3,02 |
4,44 |
2,7 |
1,91 |
2,37 |
1,63 |
2,37 |
2,2 |
|||||||||||
Дані |
Варіанти |
|
|
||||||||||||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|||||||||||
1 |
3,72 |
3,51 |
4,01 |
3,52 |
1,92 |
2,71 |
4,67 |
2,94 |
2,64 |
3,29 |
|
||||||||||
2 |
4,07 |
3,57 |
3,51 |
4,68 |
1,3 |
3,28 |
2,76 |
3,62 |
2,39 |
3,33 |
|
||||||||||
3 |
4,21 |
4,64 |
4,47 |
3,39 |
1,77 |
2,77 |
5,78 |
2,59 |
2,64 |
3,24 |
|
||||||||||
4 |
3,89 |
3,68 |
4,33 |
3,55 |
2,92 |
2,62 |
4,83 |
3,28 |
3,31 |
3,01 |
|
||||||||||
5 |
3,68 |
4,07 |
4,62 |
3,69 |
2,03 |
3,8 |
3,08 |
3,06 |
2,67 |
3,27 |
|
||||||||||
6 |
3,42 |
3,55 |
3,71 |
3,65 |
4,02 |
0,69 |
3,95 |
2,87 |
3,94 |
3,22 |
|
||||||||||
7 |
5,07 |
3,74 |
4,34 |
3,68 |
2,65 |
3,61 |
2,44 |
2,9 |
3,03 |
2,99 |
|
||||||||||
8 |
4,07 |
3,53 |
4,14 |
3,84 |
1,72 |
3,51 |
2,74 |
2,56 |
2,95 |
2,73 |
|
||||||||||
9 |
3,39 |
3,95 |
2,99 |
4,2 |
3,42 |
3,88 |
3,35 |
3,45 |
3,51 |
3,04 |
|
||||||||||
10 |
4,53 |
4,51 |
3,18 |
4 |
3,13 |
3,21 |
2,59 |
3,64 |
2,66 |
2,84 |
|
||||||||||
11 |
3,66 |
4,26 |
4,66 |
3,69 |
3,03 |
3,11 |
2,94 |
2,06 |
2,54 |
3,96 |
|
||||||||||
12 |
3,87 |
4,28 |
3,26 |
5,11 |
3,16 |
2,07 |
2,53 |
3,71 |
3,72 |
2,16 |
|
||||||||||
13 |
4,17 |
3,76 |
3,8 |
3,2 |
2,32 |
2,05 |
4,16 |
2,88 |
3,25 |
4,21 |
|
||||||||||
14 |
4,54 |
3,62 |
3,95 |
4,77 |
4,21 |
3,69 |
3,77 |
3,19 |
3,6 |
3,51 |
|
||||||||||
15 |
3,4 |
3,54 |
4,41 |
4,31 |
4,48 |
1,22 |
0,96 |
4,06 |
3,13 |
2,58 |
|
||||||||||
16 |
4,1 |
3,78 |
4,75 |
3,99 |
3,46 |
4,85 |
4,62 |
3,23 |
2,61 |
3,85 |
|
||||||||||
17 |
3,81 |
3,64 |
3,98 |
3,68 |
3 |
3,83 |
3,61 |
2,96 |
3,61 |
3,51 |
|
||||||||||
18 |
4,06 |
3,79 |
4,51 |
3,24 |
2,4 |
2,53 |
2,31 |
2,64 |
3,2 |
2,98 |
|
||||||||||
19 |
3,97 |
4,5 |
2,99 |
3,7 |
4,68 |
2,86 |
3,71 |
2,75 |
3,27 |
3,46 |
|
||||||||||
20 |
3,77 |
3,52 |
4,44 |
4,03 |
2,84 |
3,56 |
2,02 |
3,2 |
3,16 |
3,1 |
|
||||||||||
21 |
4,85 |
4,4 |
4,2 |
4,22 |
1,99 |
4,2 |
4,85 |
3,4 |
2,92 |
3,15 |
|
||||||||||
22 |
5,04 |
3,9 |
4,57 |
4,17 |
5,2 |
1,95 |
3,94 |
2,92 |
4,03 |
4,21 |
|
||||||||||
23 |
4,01 |
3,6 |
3,94 |
4,59 |
3,14 |
3,13 |
4,81 |
3,18 |
3,7 |
3,1 |
|
||||||||||
24 |
3,59 |
4,07 |
4,47 |
4,18 |
2,27 |
3,93 |
2,42 |
3,4 |
3 |
3,34 |
|
||||||||||
25 |
3,96 |
3,83 |
3,73 |
3,41 |
2,97 |
2,69 |
2,29 |
2,36 |
3,3 |
2,82 |
|
||||||||||
26 |
4,4 |
3,66 |
2,98 |
4,56 |
1,84 |
0,58 |
4,49 |
3,17 |
3,28 |
3,7 |
|
||||||||||
27 |
4,57 |
4,01 |
4,17 |
4,03 |
2,53 |
3,68 |
1,53 |
3,26 |
2,48 |
3,1 |
|
||||||||||
28 |
4,4 |
3,7 |
4,21 |
4,85 |
3,59 |
2,41 |
2,18 |
2,93 |
3,65 |
4,12 |
|
||||||||||
29 |
3,84 |
3,32 |
3,85 |
4,6 |
3,8 |
3 |
2,8 |
3,22 |
3,14 |
3,6 |
|
||||||||||
30 |
3,88 |
3,99 |
4,2 |
5,46 |
2,4 |
3,36 |
2,81 |
2,77 |
3,55 |
3,27 |
|
Дані |
Варіанти |
|
||||||||
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
1 |
4,11 |
3,58 |
2,65 |
3,91 |
1,3 |
1,24 |
4,8 |
4,37 |
2,77 |
4,23 |
2 |
3,37 |
4,32 |
4,06 |
2,44 |
3,3 |
2,43 |
2,14 |
2,67 |
3,81 |
2,49 |
3 |
4,89 |
3,48 |
2,8 |
3,29 |
3,05 |
4,43 |
2,2 |
3,19 |
3,67 |
2,73 |
4 |
3,09 |
3,87 |
5,56 |
4,32 |
3,3 |
1,97 |
2,82 |
0,45 |
2,06 |
1,67 |
5 |
2,91 |
2,41 |
2,83 |
4,04 |
3,45 |
3,83 |
4,8 |
2,98 |
2,72 |
2,26 |
6 |
2,21 |
4,39 |
4,83 |
3,96 |
1,86 |
5,08 |
2,88 |
3,41 |
2,95 |
2,12 |
7 |
3,97 |
3,02 |
3,17 |
3,51 |
4,86 |
2,35 |
2,6 |
0,75 |
2,39 |
1,64 |
8 |
4,86 |
0,65 |
2,7 |
3,14 |
1,97 |
3,38 |
3,62 |
1,08 |
3,73 |
2,38 |
9 |
3,74 |
1,33 |
2,16 |
2,35 |
2,35 |
3,38 |
3,07 |
3,09 |
4,2 |
4,36 |
10 |
2,58 |
2,03 |
3 |
2,7 |
4,34 |
2,58 |
1,49 |
3,19 |
4,04 |
2,37 |
11 |
3,17 |
3,01 |
4,94 |
2 |
2,37 |
4,34 |
2,03 |
2,37 |
3,54 |
2,06 |
12 |
2,17 |
3,18 |
2,21 |
2,84 |
2,93 |
0,95 |
2,84 |
2,19 |
1,35 |
3,96 |
13 |
2,1 |
2,77 |
2,75 |
1,63 |
3,1 |
2,14 |
3,48 |
2,28 |
3,5 |
4,25 |
14 |
2,48 |
2,88 |
4,33 |
1,7 |
1,26 |
2,93 |
3,44 |
3,86 |
1,82 |
4,43 |
15 |
4,18 |
2,33 |
3,29 |
4,63 |
3,53 |
2,99 |
4,87 |
3,47 |
1,59 |
2,55 |
16 |
2,18 |
4,3 |
2,5 |
1,08 |
3,41 |
3,3 |
1,91 |
4,33 |
2,1 |
2,27 |
17 |
2,9 |
0,99 |
2,64 |
3,14 |
2,15 |
3,05 |
1,67 |
3,26 |
3,9 |
2,84 |
18 |
2,68 |
3,51 |
4,6 |
2,41 |
3,51 |
2,98 |
2,57 |
1,58 |
3,29 |
3,14 |
19 |
2,74 |
1,6 |
2,96 |
3,58 |
3,8 |
3,67 |
4,25 |
3,63 |
2,54 |
2,37 |
20 |
3,11 |
2,49 |
2,96 |
1,68 |
3,05 |
2,66 |
3,48 |
2,32 |
3,53 |
3,77 |
21 |
3,01 |
4,54 |
2,97 |
4,15 |
3,06 |
4,91 |
2,61 |
2,82 |
3,15 |
2,4 |
22 |
4,96 |
4,14 |
2,82 |
3,79 |
3,68 |
4,21 |
3,04 |
2,65 |
3,83 |
4,23 |
23 |
0,6 |
1,14 |
1,41 |
2,59 |
4,45 |
5,08 |
2,94 |
3,55 |
3,53 |
2,68 |
24 |
3,31 |
3,05 |
-0,23 |
2,55 |
4,42 |
1,4 |
3,57 |
2,95 |
3,03 |
1,3 |
25 |
3,48 |
3,64 |
4,76 |
2,66 |
2,86 |
3,51 |
2,11 |
2,29 |
3,23 |
2,52 |
26 |
3,46 |
4,26 |
2,46 |
2,11 |
2,23 |
1,72 |
3,71 |
3,32 |
5,3 |
3,71 |
27 |
1,99 |
2,62 |
5,18 |
1,8 |
1,61 |
2,44 |
3,33 |
4,34 |
2,99 |
3,38 |
28 |
2,59 |
2,71 |
3,03 |
5,15 |
3,27 |
1,96 |
2,22 |
3,03 |
3,07 |
3,45 |
29 |
2,03 |
3 |
3,57 |
2,51 |
4,16 |
3,09 |
1,94 |
1,5 |
1,6 |
3,09 |
30 |
4,09 |
5,13 |
5,18 |
2,01 |
3,96 |
2,71 |
3,71 |
2,92 |
2,98 |
2,34 |
СТАТИСТИЧНА ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРІВ
Визначається середнє арифметичне значення результатів вимірів (вибіркова середня)
(4.1)
Обчислюється виправлене (незміщене) значення середнього квадратичного відхилення результатів вимірів (стандарт вибірки)
(4.2)
Виключаються грубі помилки в експерименті на основі обчислень
x1=mx-tpSx (4.3)
x2= mx-tpSx (4.4)
де: tp–коефіцієнт Стьюдента, який залежить від імовірності р=0,95 та параметра k=N-1 (див. табл. 4.2)
Таблиця 4.2
Розподіл Стьюдента,Значення t=t(Р,k) |
|
|
||||||
|
k |
Р |
||||||
|
0,9 |
0,95 |
0,98 |
0,99 |
0,999 |
|||
|
4 |
2,132 |
2,776 |
3,747 |
4,604 |
8,61 |
||
|
5 |
2,015 |
2,571 |
3,365 |
4,032 |
6,859 |
||
|
6 |
1,943 |
2,447 |
3,143 |
3,707 |
5,959 |
||
|
7 |
1,895 |
2,365 |
2,998 |
3,499 |
5,405 |
||
|
8 |
1,86 |
2,262 |
2,896 |
3,355 |
5,041 |
||
|
9 |
1,833 |
2,228 |
2,821 |
3,25 |
4,781 |
||
|
10 |
1,812 |
2,201 |
2,764 |
3,169 |
4,587 |
||
|
11 |
1,796 |
2,179 |
2,718 |
3,106 |
4,487 |
||
|
12 |
1,782 |
2,16 |
2,681 |
3,055 |
4,318 |
||
|
13 |
1,771 |
2,145 |
2,65 |
3,012 |
4,221 |
||
|
14 |
1,761 |
2,131 |
2,624 |
2,977 |
4,14 |
||
|
15 |
1,753 |
2,13 |
2,602 |
2,947 |
4,073 |
||
|
16 |
1,746 |
2,12 |
2,583 |
2,921 |
4,015 |
||
|
18 |
1,734 |
2,103 |
2,552 |
2,878 |
3,922 |
||
|
20 |
1,725 |
2,086 |
2,528 |
2,845 |
3,85 |
||
|
25 |
1,708 |
2,06 |
2,485 |
2,787 |
3,725 |
||
|
30 |
1,697 |
2,042 |
2,457 |
2,75 |
3,646 |
||
|
35 |
1,689 |
2,03 |
2,437 |
2,724 |
3,591 |
||
|
40 |
1,684 |
2,021 |
2,423 |
2,704 |
3,551 |
||
|
45 |
1,679 |
2,014 |
2,412 |
2,689 |
3,522 |
||
|
50 |
1,676 |
2,008 |
2,403 |
2,677 |
3,497 |
||
|
60 |
1,671 |
2 |
2,39 |
2,66 |
3,46 |
||
|
70 |
1,667 |
1,995 |
2,381 |
2,648 |
3,436 |
||
|
80 |
1,664 |
1,99 |
2,374 |
2,639 |
3,416 |
||
|
90 |
1,662 |
1,987 |
2,368 |
2,632 |
3,401 |
||
|
100 |
1,66 |
1,984 |
2,364 |
2,626 |
3,391 |
||
|
∞ |
1,645 |
1,96 |
2,326 |
2,576 |
3,291 |
Закреслюють варіанти вибірки хі>х2 і отримують нову вибірку об’ємом n. Для нової вибірки повторюють розрахунок за п.1.(Якщо найменша варіанта хі>х2 і найбільша хі<х2, то вибірку залишають початковим об’ємом N і грубі випадкові помилки в експерименті відсутні)
За допомогою таблиці 4.2 для імовірності Р=0,95 і значення k=n-1 знаходиться коефіцієнт Стьюдента tр. Імовірне значення випадкової похибки ε обчислюється за формулою
(4.5)
а вимірювана величина х буде знаходитись в інтервалі
х є (mх-ε; mх+ε)
Абсолютна систематична похибка для двох приладів обчислюється за формулою
(4.5)
Результуючу похибку метрологічних вимірів з урахуванням класу точності приладів обчислюють наступним чином: а) визначають результуючий стандарт всіх похибок за формулою
(4.7)
Обчислюється коефіцієнт К
(4.8)
в) Метрологічна межа результуючої похибки вимірів обчислюється за формулою
(4.9)
а величина, що вимірювалась, буде розташована в інтервалі
х є (mх-Δ; mх+Δ)