Задача №4 Систематические погрешности измерений

Содержание задачи

Случайные погрешности измерений – это погрешности, не зависящие от числа измерений и остающиеся постоянными или изменяющимися по определенному закону. Искажения, вносимые систематическими погрешностями в результат измерений, поддаются исключению или учету.

Систематические погрешности могут быть определены путем эксперимента

или вычислены на основании метрологических характеристик измерительных устройств и учтены путем внесения поправки в полученный результат. Иногда систематические погрешности могут быть исключены в процессе измерения. Такими способами, например являются способы «противопоставления» и «замещения», позволяющие исключить из результата анормальные значения измерений.

Способ замещения заключается в том, что измеряемый объект заменяют известной мерой, находящейся при этом в тех же условиях, в которых находился он сам.

Способ противопоставления заключается в том, что измерения проводят два раза, причем так, чтобы причина, вызывающая погрешность, при первом измерении оказала противоположное действие на результат второго.

1. Способ замещения

Точные измерения часто производят по способу Борда, заключающемуся в следующем. На одну чашу весов кладут предмет (взвешиваемую массу); весы приводят в равновесие, накладывая на другую чашу какой – либо груз, который в процессе измерений не изменяется (негигроскопический, неиспаряющийся), например дробь. Когда равновесие достигнуто, взвешиваемую массу снимают, а на её место ставят гири до достижения равновесия. Суммарное значение массы гири, потребовавшейся для восстановления равновесия, соответствует значению взвешиваемой массы.

2. Способ противопоставления

Измерение массы предмета по способу противопоставления проводят два раза. При первом взвешивании массу предмета Х, помещенную на одну чашу весов уравновешивают гирями с общей массой m₁, расположенными на другой чаше.

Порядок решения задачи

Измерение массы предмета по способу противопоставления проходят 2 раза. При первом взвешивании массу предмета Х, помещенную на одну чашу весов уравновешивают гирями с общей массой m_1, расположенными на другой чаше. Тогда

Х = m₁ = × 1,45 = 1,65 кг.

Где L₂/L₁ действительное отношение плеч.

Затем взвешиваемую массу предмета перемещают на ту чашу, где находились гири, а гири – на ту, где на ходилась взвешиваемая масса предмета. Так как действительное отношение плеч весов не точно равно единице, равновесие нарушится, то для уравновешивания массы предмета придется использовать гири с общей массой m₂

m_{2 =} Х = × 1,65 = 1,87 кг.

Х = √ m₁ × m₂ = √1,45*1,87=1,65 кг.

где Х – искомая масса предмета.

Задание 5

Описать принцип работы, метрологические характеристики, привести рисунок (схему) следующего прибора для определения транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог - Профилограф

Профилограф (от профиль и ...граф) в металлообработке, прибор для измерения неровностей поверхности и представления результатов в виде кривой линии (профилограммы), характеризующей волнистость и шероховатость поверхности. Обработку профилограммы осуществляют графоаналитическим способом. Принцип работы Профилограф заключается в последовательном ощупывании поверхности иглой, перпендикулярной к контролируемой поверхности, преобразовании колебаний иглы оптическим или электрическим способом в сигналы, которые записываются на светочувствительную плёнку или бумагу. В современных Профилограф колебания иглы обычно преобразуются в колебания электрические напряжения с помощью индуктивных, ёмкостных, пьезоэлектрических и др. преобразователей.

Профилометр - от профиль и... метр), прибор для измерения неровностей поверхности с отсчитыванием результатов измерения на шкале в виде значений одного из параметров, используемых для оценки этих неровностей— шероховатости поверхности. Первые профилометры появились почти одновременно с профилографами. В профилометрах сигнал получается от датчика с алмазной иглой, перемещающейся перпендикулярно контролируемой поверхности. После электронного усилителя сигнал интегрируется для выдачи усреднённого параметра, количественно характеризующего поверхностные неровности на определённой длине. Наиболее распространены профилометры с постоянной трассой интегрирования, равной рабочей длине трассы ощупывания, и отсчётом показаний по шкале после завершения ощупывания. Выпускают также профилометры со скользящей трассой интегрирования, меньшей длины трассы ощупывания, и отсчётом показаний в процессе перемещения иглы по поверхности. Погрешность показаний профилометра находится в пределах от ± 10 до ± 25%. Преобразование колебаний алмазной иглы в электрическое напряжение может осуществляться несколькими способами. Совершенствование профилометра предполагает расширение числа усреднённых вертикальных и горизонтальных показаний, характеризующих состояние поверхностных неровностей, оснащение профилометра анализаторами, позволяющими оценивать неровности поверхности другим способом — через гармонические составляющие, образующие характеризующую их кривую.

Предназначены для визуального и графического отображения результатов измерений, статистической обработки результатов измерений с помощью высокопроизводительного компьютера через интерфейс RS-232, с возможностью вывода результатов на печать.

Профилограф состоят из 3 блоков (рис.): П рофилограф-профилометр "Абрис-ПМ7"

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

первичный преобразователь (1);

отсчетное устройство (2);

адаптер питания (3);

образец установочный (4);

набор базирующих элементов (6);

системный блок (7); монитор (8); клавиатура (9); мышь (10);

печатающее устройство (11); стойка приборная С3-200 (12); кабель соединительный; программное обеспечение; руководство по эксплуатации; чемодан укладочный.