ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед началом первого занятия студенты обязаны изучить правила техники безопасности и пожарной безопасности для данной лаборатории и расписаться в соответствующем журнале.

К работе допускается только подготовленный студент.

При сборке исследуемой цепи рекомендуется сначала соединять участки цепи с последовательным соединением элементов устройства и приборов, а затем с параллельным. Собранная студентами схема проверяется преподавателем, и только с его разрешения можно включить источник питания.

После выполнения лабораторной работы студент должен привести рабочее место в порядок: выключить приборы, убрать соединительные провода и т. д.

Требования к содержанию и оформлению отчета

Требования и рекомендации к структуре и содержанию отчета выполняются по стандарту СФУ «Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности СТО 4.2─07─2010 структура и содержание методических указаний».

Результаты всех измерений сводят в таблицу, где указывают единицы измерения исследуемых величин. Ка­ждая таблица должна иметь заголовок.

По результатам выполнения всех пунктов работы нужно оформить и защитить отчет, показав свои данные преподавателю.

1. Обработка и представление результатов измерений

1. Показатели точности измерений

Цель любого измерения – это получение результата измерений с оценкой значения измеряемой величины.

Результат измерения – числовое значение, приписываемое измеряемой величине, с указанием точности измерения. Например: напряжение U=(1,5 ± 0,1) В; сила тока I = (0,27 ±0,01) А.

Математическая обработка результатов измерений позволяет определить интервал значений, для заданной вероятности, с которой величина оказывается в этом интервале. Интервал значений называется доверительным интервалом, а соответствующее ему значение вероятности – доверительной вероятность. Для большинства технических измерений оценку погрешностей производят для доверительной вероятности 0,95.

Правила выражения показателей точности:

• численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой величины;

• численные показатели точности должны содержать не более двух значащих цифр;

• наименьшие разряды результата измерения и численных показателей точности должны быть одинаковыми.

1.2 Виды измерений и погрешностей

Измерение ─ нахождение значения физической величины (ФВ) опытным путем, с помощью специально, предназначенных для этого технических средств. Измерения бывают прямые и косвенные. При прямых измерениях искомое значение ФВ непосредственно путем наблюдений с помощью прибора, шкала которого проградуирована в единицах измерения этой величины (например, измерение длины линейкой, силы тока – амперметром, массы – пружинными весами).

При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, определенными в прямых измерениях (например: силы тока – по напряжению и сопротивлению электрической цепи).

Прямые измерения могут быть однократными и многократными. При многократных измерениях одной и той же ФВ, при одних и тех же условиях получаются разные результаты. Это связано с тем обстоятельством, что любое измерение сопровождается погрешностями.

Погрешности в зависимости от характера вызвавших их причин принято разделять на три вида:

1. Систематические погрешности ─ это погрешности, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины. К ним относятся методические погрешности, являющиеся следствием недостаточной проработанности метода измерений, а также неточности используемых расчётных соотношений. Значительную долю в этой составляющей погрешности имеют инструментальные и личные (субъективные) погрешности.

Обнаруженные и рассчитанные систематические погрешности следует исключать из результата измерения путем введения поправок или поправочных множителей. Не исключенные остатки систематических погрешностей переводят в разряд случайных и учитывают, например как инструментальные погрешности.

2. Случайные погрешности ─ это погрешности, которые изменяются случайным образом при повторных измерениях одной и той же ФВ. Они появляются под влиянием целого ряда случайных причин: вибрации здания, трения в опорах измерительного механизма, скачков напряжения в сети, рассеяния внимания экспериментатора и др. Случайные погрешности подчиняются статистическим закономерностям: увеличение числа наблюдений при одних и тех же условиях приводит к уменьшению случайных погрешностей. Необходимое число наблюдений в конечном итоге определяется соотношением случайной и систематической погрешностей. Если систематическая погрешность является определяющей, то измерения выполняют один раз, если основной является случайная погрешность, то проводят многократные наблюдения.

3. Промахи ─ грубые погрешности, явно выходящие за границы отклонений, обусловленных ходом эксперимента, квалификацией экспериментатора, свойствами примененных средств измерений (СИ). При повторных измерениях промах легко обнаруживается и исключается из эксперимента.