Спецификация
Наименование средства измерения |
Диапазон измерений СИ |
Характеристики точности СИ, классы точности |
Рабочий диапазон частот |
Параметры входа (выхода) |
|
|
|
|
|
Савин Борис Сергеевич
Иванов Алексей Дмитриевич
Протокол
Прямые однократные измерения
Ux = U ± ΔU
Косвенные однократные измерения
Ix = I ± ΔI
Прямые многократные измерения
Ux = ± ΔU
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Косвенные многократные измерения
Ix = ± ΔI
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка измерений
-
Прямые однократные измерения
А) Найдем относительную приборную погрешность
, где c = 1.5, d = 0.2, Upred = 20 B, U = 0.12 B
%
Б) Найдем Ux
ΔU=Upred *=0.12 * 0.3463 = 0.0416 В
= 0.120,04 В
-
Прямые многократные измерения
n=10; P=0.95; tp(f)=2.13
S2 (U)= 2
S2(Ū)=
ΔU= tp(f)* S(Ū)
Таблица 1
n |
U, B |
|
1 |
0.06 |
Ū =0.1580 В |
2 |
0.1 |
|
3 |
0.11 |
|
4 |
0.13 |
|
5 |
0.13 |
|
6 |
0.14 |
|
7 |
0.15 |
|
8 |
0.22 |
|
9 |
0.27 |
|
10 |
0.27 |
|
S2 (U)=0.0051 B2 S(U)=0.0716 B S2 (Ū)=0.0005 B2 S(Ū)=0.0226 B
|
⟹ ΔU = 0.0482 B ⟹ Ux=
-
Косвенные однократные измерения
А) Нахождение тока
R0 = 100 Ом, U=9.22 B
%
I=U/R=9.22/100=0.0092 А
Ix= 9.2 0.2 мА
Б) Нахождение мощности
P=UI=9.22*0.0092=0.0848 Вт
Px= 0.085 0.003 Вт
-
Косвенные многократные измерения
Таблица 2
n |
U1, B |
|
U2, B |
|
1 |
0.06 |
Ū1 =0.1580 В |
9.88 |
Ū2 =10.0040 В |
2 |
0.1 |
|
9.91 |
|
3 |
0.11 |
|
9.96 |
|
4 |
0.13 |
|
9.98 |
|
5 |
0.13 |
|
9.99 |
|
6 |
0.14 |
|
9.99 |
|
7 |
0.15 |
|
10.03 |
|
8 |
0.22 |
|
10.09 |
|
9 |
0.27 |
|
10.10 |
|
10 |
0.27 |
|
10.11 |
|
S2 (U1)=0.0051 B2 S( U1)=0.0716 B S2 (Ū1)=0.0005 B2 S(Ū1)=0.0226 B
|
S2 (U2)=0.0062B2 S( U2)=0.0786 B S2 (Ū2)=0.0006 B2 S(Ū2)=0.0249 B
|
S2 (Ū) = (S2 (Ū1) + S2 (Ū2))/2 = (0.0005+0.0006)/2 = 0.00055 B2
Нахождение мощности
=kp*=2.13*0.0023=0.0050 Вт
0.005 Вт
Вывод: при однократных прямых измерениях мы получили относительную погрешность около 34%, это связано с тем, что мы выставили слишком большой диапазон на вольтметре (до 20 В) и измеряли напряжение на его нижней границе (0.1 В)
При многократных измерениях относительная погрешность уже 31%. Такое большое значение обусловлено тем, что напряжение и максимальная случайная помеха приблизительно равны, из-за это получился большой размах выборки при малом числе измерений.
Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод, что погрешность можно снизить, увеличив количество измерений и правильно настроив вольтметр.
При косвенных измерениях погрешности измеряемых величин складываются, поэтому выгоднее снимать данные напрямую, где будет только приборная погрешность.
При однократных измерениях относительная погрешность мощности равна 3.96%, при многократных 31%. Связано это с тем, в формуле мощности для многократных измерений стоит напряжение U1, погрешность которого велико.
1 Примечание. В обозначение мощности «Р» искусственно введен индекс «m» c целью отличия от также общепринятого обозначения вероятности Р.
* ** * Примечание. Для иллюстрации достоинств многократных измерений эксперименты п.п. 3.1 и 3.2 по указанию преподавателя могут быть проведены дважды: при небольшом числе измерений (5 – 7) и числе измерений 20 – 25. Число измерений и количество экспериментов задаются преподавателем.