m0925
.pdf8.Вольтметром класса точности 0,02/0,1 и с диапазоном измерений от 0 до 45 В получен результат измерения 14 В. Определите абсолютную, относительную и приведенную погрешности.
9.Дайте классификацию методов измерений.
10.В чем отличие понятий «предел допускаемой погрешности» и «погрешность результата измерения»?
Лабораторная работа № 4. Оценка методической погрешности
1.Цель работы: оценить методические погрешности измерения линейных величин различными средствами измерений.
2.Решаемые задачи:
–определить метрологические характеристики средств измерений;
–провести измерения размеров детали методом непосредственной оценки;
–провести измерения размеров детали методом совпадений;
–провести измерения размеров детали методом замещения;
–оценить методические погрешности измерения.
3.Приборы и оборудование: штангенциркуль ШЦ-250,
штангенциркуль АТТ-7015, микрометр МК-25 , набор плоскопараллельных концевых мер.
4.Порядок выполнения работы.
4.1. Используя нормативно-техническую документацию на средства измерений, определите их метрологические характеристики. Результаты занесите в табл. 4.1.
|
|
|
|
Таблица 4.1 |
|
Метрологические характеристики средств измерений |
|||||
|
|
|
|
|
|
Средство |
Диапазон |
|
Предел |
Класс |
|
Цена деления |
допускаемой |
||||
измерений |
измерений |
точности |
|||
|
погрешности |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21
4.2.Все измерения повторите три раза с целью обнаружения грубых погрешностей. За результат измерения примите среднеарифметическое значение величины.
4.3.При помощи штангенциркуля АТТ-7015 проведите измерение физической величины (величина задается преподавателем) методом непосредственной оценки. Результаты измерения занесите в протокол.
4.4.Используя штангенциркуль ШЦ-250 и микрометр МК-25, проведите измерение указанной величины при помощи метода совпадений. Результаты занесите в протокол.
4.5.Используя штангенциркуль со смещенной шкалой нониуса, произведите измерение указанной величины методом совпадений. При помощи плоскопараллельных концевых мер подберите значение, полученное при измерении штангенциркулем. По значениям концевых мер определите действительное значение измеряемой величины.
4.6.Используя штангенциркуль со смещенной шкалой нониуса, измерьте концевую меру величиной 10 мм. Определите абсолютную погрешность результата измерения и величину поправочного коэффициента (поправки). Проведите измерение величины, указанной преподавателем, используя полученное значение поправки.
4.7.Определите погрешности измерений, выполненных различными методами.
4.8.Сделайте заключение о том, какой из методов является наиболее точным.
5. Контрольные вопросы.
1. Дайте определение термину «опорное значение». Какие величины используют в качестве опорного значения?
2. Дайте определение термину «случайная погрешность». Каким образом уменьшают эту погрешность? Можно ли ее исключить?
3. Как классифицируют погрешности по причинам, источнику возникновения?
4. В чем различие погрешности и неопределенности измерений?
5. Дайте определение термину «принцип измерения».
6. Раскройте понятие метода совпадений и приведите пример.
22
7.Вольтметром класса точности 1,5 и с диапазоном измерений от 0 до 5 В получен результат измерения 4,5 В. Определите абсолютную, относительную и приведенную погрешности.
8.Раскройте понятие «метод замещения». С какой целью применяется данный метод?
9.Какую составляющую погрешности позволяют исключить или уменьшить поправки к результату измерения?
10.В чем различие абсолютной и относительной форм погрешности?
Лабораторная работа № 5. Оценка инструментальной погрешности
1.Цель работы: оценить методические погрешности измерения линейных величин различными средствами измерений.
2.Решаемые задачи:
–определить метрологические характеристики средств измерений;
–провести измерения известной величины, хранимой концевыми мерами, обычными и цифровыми средствами измерений (микрометром или штангенциркулем по выбору преподавателя);
–определить границы инструментальной погрешности средств измерений и сравнить их с пределами допускаемой погрешности средств измерений.
3. Приборы и оборудование: штангенциркуль, цифровой штангенциркуль, микрометр, цифровой микрометр, плоскопараллельные концевые меры.
4. Порядок выполнения работы.
4.1. Используя нормативно-техническую документацию на средства измерений, определите их метрологические характеристики. Результаты занести в табл. 5.1.
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
|
Метрологические характеристики средств измерений |
|||||
|
|
|
|
|
|
Тип средства |
Диапазон |
|
Предел |
Класс |
|
Цена деления |
допускаемой |
||||
измерений |
измерений |
точности |
|||
|
погрешности |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23
4.2.Используя руководство по эксплуатации, проведите измерения величин, воспроизводимых концевыми мерами, обычным и цифровым штангенциркулями (микрометрами). Результаты измерений занесите в табл. 5.2.
4.3.Определите пределы допускаемой абсолютной погрешности всех средств измерений и абсолютную погрешность штангенциркулей (микрометров). Результаты расчетов занесите в табл. 5.2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|||
|
Результаты измерений и их абсолютные погрешности |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Концевые меры |
|
Штангенциркуль |
Штангенциркуль цифровой |
|||||||||
длины |
|
|
|
(микрометр) |
|
(микрометр цифровой) |
|
|||||
, |
Пределдопускаеабсолютноймой по- |
, |
Результатизмере- |
|
мм |
|
Результатизмере- |
|
, |
|
|
|
М |
доппМ. |
нияl, мм |
доп.п |
мм, |
мм |
доп.пЦ |
|
Абсолютная Погрешность |
М |
|||
Значениемерыl мм |
грешности, мм |
допускаеПределабсолютноймой погрешности |
Абсолютная погрешность –l= l |
нияl |
допускаеПределабсолютноймой погрешности мм |
|
Ц |
|||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
М |
|
Ц |
|
|
|
l – |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4. Определите относительную погрешность измерения результатов измерений и занесите в табл. 5.3.
4.4. Постройте графики зависимости абсолютных погрешностей и Ц от значения меры lМ. На графике укажите пределы допускаемых погрешностей ±ΔМ п.доп, ±Δп.доп, ±ΔЦ п.доп.
4.5. Постройте графики зависимости относительных погрешностей δ и δЦ от значения меры lМ. На графике укажите пределы допускаемых погрешностей ±δМ п.доп, ±δп.доп, ±δЦ п.доп.
24
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.3 |
||||||
|
|
Относительные погрешности |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||||||||
Концевые меры |
Штангенциркуль |
Штангенциркуль цифровой |
|||||||||||
|
длины |
(микрометр) |
|
(микрометр цифровой) |
|||||||||
Значе- |
Предел до- |
Предел до- |
Относитель- |
Предел до- |
Относительная |
||||||||
пускаемой |
пускаемой |
ная погреш- |
пускаемой |
погрешность |
|||||||||
ние |
|||||||||||||
относитель- |
относитель- |
|
ность |
относитель- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
меры |
|
|
|
|
|
|
|||||||
ной погреш- |
ной погреш- |
|
|
|
ной погреш- |
|
|
|
Ц |
100 % |
|||
|
|
|
|
||||||||||
lМ, мм |
|
100 % |
Ц |
l |
|
||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
ности, % |
ности, % |
|
ности, % |
|
|
|
|
|
|||||
|
lМ |
|
|
|
М |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
4.6. Сделайте вывод о погрешности результатов измерений и типе погрешности (мультипликативная, аддитивная). Определите по графику возможность повышения точности данного экземпляра цифрового штангенциркуля (микрометра).
5. Контрольные вопросы.
1.В каких единицах выражаются относительные, абсолютные и приведенные погрешности?
2.Дайте определение термину «систематическая погрешность». Как исключают систематические погрешности?
3.Дайте определение термину «методическая погрешность».
4.Дайте определение термину «принцип измерения».
5.Раскройте понятие метода совпадений и приведите пример.
6.Вольтметром класса точности 0,4 и с диапазоном измерений от 0 до 10 В получен результат измерения 8,4 В. Определите абсолютную, относительную и приведенную погрешности.
7.В чем различие между случайными и грубыми погрешностями?
8.Чем различаются термины «погрешность» и «неопределенность»?
9.С чем связана инструментальная погрешность и как ее оце-
нить?
10.Приведите пример измерения с методической составляющей.
25
Список рекомендуемой литературы
Основная литература
1.Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов по направлениям подготовки бакалавров и магистров и дипломированных специалистов в области техники и технологии. 2-е изд. СПб. [и др.]: Питер, 2006. 432 с.
2.Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов по направлениям подготовки бакалавров и магистров и дипломированных специалистов в области техники и технологии. 3-е изд. СПб. [и др.]: Питер, 2010. 463 с.
3.Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. М.: Логос, 2000. 407 с.
4.Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология. Стандартизация. Сертификация: Учеб. пособие для вузов по направлению «Метрология, стандартизация и сертификация» и специальности «Метрология и метрологическое обеспечение». М.: Логос, 2003. 525 с.
5.Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 2004. 767 с.
Дополнительная литература
6.Сборник задач по теории измерений: Задачник / Сост. С.А. Бехер [и др.]; Отв. ред. Л.Н. Степанова. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2007. 39 с.
7.Поверка и калибровка средств измерений: Практикум для лаб. работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» / Сост. А.А. Сизова, С.А. Бехер; Ред. Л.Н. Степанова. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2009. 44 с.
8.Погрешности прямых многократных равноточных измерений: Практикум для лаб. работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» / Сост. С.А. Бехер, А.А. Сизова; Ред. Л.Н. Степанова. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2009.
9.Федеральный закон Российской Федерации от 26 июня 2008 г.
№102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
10.Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. М.: Логос, 2000. 407 с.
26
Содержание |
|
Предисловие......................................................................................................... |
3 |
Теоретическая часть............................................................................................ |
4 |
Лабораторная работа № 1. Инструментальная и методическая |
|
составляющие погрешности измерений .................................................... |
11 |
Лабораторная работа № 2. Инструментальная и методическая |
|
погрешности измерения электрического напряжения ............................. |
14 |
Лабораторная работа № 3. Инструментальная и методическая |
|
погрешности измерения электрического сопротивления ........................ |
17 |
Лабораторная работа № 4. Оценка методической погрешности.................. |
21 |
Лабораторная работа № 5. Оценка инструментальной погрешности.......... |
23 |
Список рекомендуемой литературы................................................................ |
26 |
27
Учебное издание
Бехер Сергей Алексеевич Канифадин Кирилл Владимирович
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Методические указания к выполнению лабораторных работ
Редактор А.О. Квач Компьютерная верстка Ю.В. Борцовой
|
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98 |
|
|
|
Подписано в печать 24.09.2014 |
|
|
1,75 печ. л. |
1,4 уч.-изд. л. |
Тираж 200 экз. |
Заказ № 2819 |
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения
630049, Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191 Тел./факс: (383) 328-03-81. E-mail: bvu@stu.ru
28