Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Инженерной кибернетики»

Отчет

по лабораторной работе № 5

на тему «Изучение основных и дополнительных погрешностей средств измерения»

Вариант-16

Специальность «Автоматизация и управление»

Выполнил ст. Менешов Д.А. Группа БАУ-11-5

Руководитель Хан С.Г.

« » 20 год

Алматы 2013

Цель работы:

Получить навыки по расчету основной и дополнительной погрешностей средств измерения с учетом влияния на результат измерения таких параметров окружающей среды, как температура, внешнее электромагнитное поле и напряжение питания сети.

Задание к лабораторной работе:

- собрать схему канала измерения температуры согласно полученному заданию на экране виртуальной лабораторной работы;

- провести имитационный эксперимент по измерению заданной входной величины с помощью данного измерительного канала в нормальных и эксплуатационных условиях проведения эксперимента;

- провести статистическую обработку результатов имитационного эксперимента.

Задание:

Определить погрешность измерения температуры t=280 ⁰C горячего воздуха с помощью термометра ТХА-0179 и милливольтметра Ш4540. При условиях:

	t окр, 0С	U пит, В	Магн. Поле А/м
РОЗ	-20+60	185-245	0-400
НУ	10-30	200-225	0,5-5,6
ЭУ	44	196	6

Выполнение:

Чтобы собрать схему измерительного канала выбираем первичный преобразователь и вторичный прибор согласно варианту

Рисунок 1. Выбор первичного преобразователя.

Рисунок 2. Выбор вторичного прибора.

Имитационный эксперимент № 1. Без влияния внешних факторов.

Рисунок 3. Имитационный эксперимент № 1.

Выборка 50 значений температуры, ⁰С:

267,812	275,783	278,57	281,265	285,744
269,182	276,145	279,208	281,288	286,595
269,868	276,231	279,699	281,762	286,729
269,893	276,247	279,743	282,108	287,117
270,154	276,28	280,336	284,21	287,321
270,351	276,303	280,385	284,223	287,745
271,799	276,553	280,433	284,351	289,27
272,334	276,959	280,77	284,798	289,392
272,839	277,654	281,023	285,18	290,462
274,931	278,188	281,164	285,285	290,869

Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.

Мат.ожидание: X = = 279,85102 ⁰С

Дисперсия: D = S² = = 37,09720406 ⁰С²

Среднее квадратичное отклонение (СКО)

Наблюдений: = S = = =6,090747414 ⁰С

Измерений: = 0,86136176 ⁰С

Построение гистограммы закона распределения.

R=Xmax-Xmin=23,057 ⁰С

r = 1+3,32lgn= 6,640580414 ≈7

∆= 3,293857143 ⁰С

Xj	Nj
271,1059	6
274,3997	3
277,6936	10
280,9874	9
284,2813	8
287,5751	9
290,869	5

Рисунок 4. Гистограмма распрделения.

Закон распределения – равномерный.

Погрешности наблюдения:

Δ_н=к*б_н

Δ_и=к* б_и, где k-квантильный множитель и равен .

Δ_н=1,73*6,090747414 = 10,53699302622 ⁰С

Δ_и=1,73* 0,86136176 = 1,4901558448 ⁰С

Результат наблюдений:

X_н =(279,85102 ±10,53699302622) ⁰С, при Р=0,95

X_н =(280±11) ⁰С, при Р=0,95

Результат измерений:

X_и =(279,85102 ±1,4901558448) ⁰С, при Р=0,95

X_и =(279,9 ±1,5) ⁰С, при Р=0,95

Имитационный эксперимент № 2. Температура окружающей среды.

Рисунок 5. Имитационный эксперимент № 2.

Выборка 50 значений температуры, ⁰С:

263,516	273,749	278,172	280,848	283,821
267,277	274,477	278,553	280,899	284,131
267,955	274,791	278,616	281,024	284,433
268,083	274,932	278,767	281,272	284,992
268,5	275,488	278,943	281,41	286,71
268,764	277,044	279,012	282,417	286,946
271,835	277,144	279,133	282,436	287,189
272,605	277,609	280,007	282,723	287,742
272,825	277,622	280,047	283,145	290,645
273,259	277,967	280,299	283,492	291,842

Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.

Мат.ожидание: X = = 278,70216 ⁰С

Дисперсия: D = S² = = 38,4151901 ⁰С²

Среднее квадратичное отклонение (СКО)

Наблюдений: = S = = = 6,197998878 ⁰С

Измерений: = 0,876529407 ⁰С

Построение гистограммы закона распределения.

R=Xmax-Xmin= 28,326 ⁰С

r = 1+3,32lgn= 6,640580414 ≈7

∆= 4,046571429 ⁰С

Xj	Nj
267,5626	2
271,6091	4
275,6557	9
279,7023	12
283,7489	13
287,7954	8
291,842	2

Рисунок 6. Гистограмма распределения.

Закон распределения – нормальный.

Погрешности наблюдения:

Δ_н=к*б_н

Δ_и=к* б_и, где k-квантильный множитель и равен 1,96.

Δ_н=1,96*6,197998878 = 12,14807780088 ⁰С

Δ_и=1,96*0,876529407 = 1,71799763772 ⁰С

Результат наблюдений:

X_н =(278,70216 ±12,14807780088) ⁰С, при Р=0,95

X_н =(279 ±12) ⁰С, при Р=0,95

Результат измерений:

X_и =(278,70216 ±1,71799763772) ⁰С, при Р=0,95

X_и =(278,7 ±1,7) ⁰С, при Р=0,95

Имитационный эксперимент № 3. Электромагнитное поле.

Рисунок 7. Имитационный эксперимент 3.

Выборка 50 значений температуры, ⁰С:

266,148	274,482	277,996	282,247	287,933
267,66	274,611	278,099	282,659	288,062
268,934	275,109	278,413	283,349	288,281
269,798	275,782	278,591	283,68	288,47
270,959	275,804	279,066	283,696	289,298
270,961	276,021	279,476	284,156	290,342
271,378	276,362	280,032	285,607	291,793
272,282	277,013	280,185	286,075	294,757
272,451	277,067	280,712	286,342	296,515
272,712	277,543	282,108	286,644	303,238

Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.

Мат.ожидание: X = = 280,41798 ⁰С

Дисперсия: D = S² = = 61,44648806 С²

Среднее квадратичное отклонение (СКО)

Наблюдений: = S = = = 7,838781032 ⁰С

Измерений: = 1,108571045 ⁰С

Построение гистограммы закона распределения.

R=Xmax-Xmin= 37,09 ⁰С

r = 1+3,32lgn= 6,640580414 ≈7

∆= 5,298571429 ⁰С

Xj	Nj
271,4466	7
276,7451	10
282,0437	12
287,3423	11
292,6409	7
297,9394	2
303,238	1

Рисунок 8. Гистограмма распределения.

Закон распределения – равномерный.

Погрешности наблюдения:

Δ_н=к*б_н

Δ_и=к* б_и, где k-квантильный множитель и равен .

Δ_н=1,73*7,838781032 = 13,56109118536 ⁰С

Δ_и=1,73*1,108571045 = 1,91782790785 ⁰С

Результат наблюдений:

X_н =(280,41798 ±13,56109118536) ⁰С, при Р=0,95

X_н =(280±14) ⁰С, при Р=0,95

Результат измерений:

X_и =(280,41798 ±1,91782790785) ⁰С, при Р=0,95

X_и =(280,4 ±1,9) ⁰С, при Р=0,95