МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Институт «Микроприборов и систем управления имени Л.Н. Преснухина»
Лабораторная работа №1
по дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация»
Тема: «Однократные измерения и их погрешности»
Цель работы: Ознакомление со стендовым оборудованием и
их характеристиками, оценка погрешностей
однократных измерений.
Продолжительность работы: 4 часа.
Аппаратура: NI PXI-1033 (6259, 5102, 5402, 4065), NI ELVIS
Выполнили студенты группы «ИВТ-34»:
Преподаватель:
Виниченко Анастасия Александровна
Николаева Марина Алексеевна
Иванчиков Илья Игоревич
Калеев Дмитрий Вячеславович
Москва, 2021 г.
Оглавление
1. Теоретические сведения 2
1.1 Основные определения 2
1.2 Классификация погрешностей 3
2. Выполнение работы 4
2.1 Измерение постоянного напряжения 4
2.2 Оценка инструментальной погрешности на диапазоне измерений 6
2.3 Измерение сопротивлений резисторов 7
2.4 Расчёт схемы делителя напряжения 8
2.5 Оценка инструментальной погрешности делителя напряжения и сравнение с расчетным значением 8
3. Вывод 9
Теоретические сведения
Основные определения
Результат измерения величины - множество значений величины, приписываемых измеряемой величине вместе с любой другой доступной и существенной информацией
Опорное значение (величины) - значение величины, которое используют в качестве основы для сопоставления со значением величин того же рода.
Истинное значение (величины) - значение величины, которое соответствует определению измеряемой величины.
Точность измерений (точность результата измерения) - близость измеренного значения к истинному значению измеряемой величины.
Погрешность (результата измерения) - разность между измеренным значением величины и опорным значением величины.
Основная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, используемого в нормальных условиях;
Дополнительная погрешность – изменение основной погрешности средства измерения при отклонении влияющей величины от нормального значения либо выходе его за пределы нормальной области значений.
Классификация погрешностей
Абсолютная погрешность – разность между показаниями измерительного прибора и действительным значением измеряемой им величины;
Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к действительному значению измеряемой им величины;
Приведенная погрешность – отношение погрешности измерительного прибора к нормирующему значению.
Точность (средства измерений) - качество средства измерений, отражающее близость к нулю его погрешности.
Предел измерения (диапазон измерения) - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.
Разрешение - наименьшее изменение измеряемой величины, которое является причиной заметного изменения соответствующего показания.
Реальный сигнал всегда зашумлен. Кроме рассмотренных выше ошибок квантования можно перечислить следующие причины появления шума:
• шумы сопротивлений;
• шум при согласовании высокого сопротивления внешнего источника и входного сопротивления;
• паразитные термо-ЭДС, возникающие в металлах при наличии перепадов температур;
• падение напряжения на внутренней нагрузке;
• диэлектрическое поглощение, обусловленное неспособностью конденсаторов разряжаться полностью;
• самонагрев сопротивлений, проявляющийся тем больше, чем больше измеряемые токи.
Каждый раз, производя измерение, мультиметр выполняет набор шагов, который называется измерительным циклом.
Время переключения необходимо для настройки внутренних аналоговых схем мультиметра для следующего измерения.
Калибровка АЦП производится для исключения ошибок, связанных с усилением сигнала. Мультиметр считывает сигнал встроенного высокоточного источника напряжения перед каждым измерением и сравнивает с известным значением, после чего корректирует значение коэффициента усиления. Калибровка АЦП удлиняет процесс измерения, поэтому ее можно не проводить каждый раз.
Установка нуля перед измерением необходима для того, чтобы компенсировать существующие в мультиметре постоянные паразитные сигналы. Прибор отключает внешний сигнал и проводит измерение, после чего вычитает полученное значение из всех последующих данных.
Установка настроек занимает определенное время, зависящее от типа измерения, его пределов, свойств соединяющих кабелей, входного сопротивления и других факторов.
Измерение состоит в многократном снятии показаний и их усреднении. Чем больше время усреднения – тем лучше разрешение, но меньше скорость считывания.