Методика опрацювання результатів лабораторних досліджень

Підготовка електроізоляційних матеріалів до промислових випробувань

Випробування електроізоляційних матеріалів проводиться після їх попередньої підготовки, яка передбачає усунення впливу навко­лишнього середовища та стабілізацію властивостей самого матеріалу. Підготовка полягає в проведенні нормалізації та кондиціювання.

Нормалізація – попередня обробка зразків твердих електроізоляційних матеріалів протягом певного часу та за певних умов. Нормалізація полягає у витримці зразків протягом 24 годин при температурі 50 °С та відносній вологості не більше 20 %.

Кондиціювання – вторинна (після нормалізації) обробка зразків у встановлених умовах протягом необхідного часу з метою стабілізації властивостей матеріалу.

Умови нормалізації, кондиціювання та випробувань визначаються стандартами на відповідний електроізоляційний матеріал.

При нормалізації, кондиціюванні та випробуваннях повинен забезпечуватися вільний доступ навколишнього середовища до зразків. Зразки не повинні торкатися один одного та стінок відповідної камери. Якщо кондиціювання проводиться в рідині, а випробування будуть проводитись на повітрі, то залишки рідини збираються фільтрувальним папером або тканиною.

Час між кондиціюванням та випробуванням зразків не повинен перевищувати 5 хвилин. Якщо температури при підготовці та випробуваннях є різними, то необхідно довести температуру зразка до випробувальної і деякий час витримати його при цій температурі.

Результати випробувань, отримані при різних умовах, за допомо­гою перевідних коефіцієнтів та відомих закономірностей приво­дяться до стандартних (еталонних) умов (температура 20 °С, відносна вологість повітря 65 %, атмосферний тиск 760 мм рт. ст.).

Оформлення результатів промислових випробувань

Результати вимірювань, одержані при проведенні випробувань електротехнічних матеріалів, заносять в книгу випробувань, яка повинна знаходитись в лабораторії або на випробувальній станції.

Крім цього, оформляється протокол випробувань в якому вказуються загальні та спеціальні відомості.

Загальні відомості:

• опис матеріалу – назва, сорт, колір, застосування, підприємство-виробник та інше;

• дата одержання та випробування;

• умови нормалізації та кондиціювання зразків – умови зберігання та випробування, попередня сушка, час витримки в атмосфері з відповідною відносною вологістю, температурою та інше;

• форма та розміри зразків, тип, розміри та матеріал електродів;

• температура зразка або проби рідини, відносна вологість повітря, тривалість випробування;

• вимірювальні прилади та опис установки для вимірювань.

В протоколі випробувань містяться спеціальні відомості, зумов­лені призначенням та методом випробування, а також особ­ливостями матеріалу, вказується дата випробувань та перелік осіб, які брали участь у випробуваннях. Протокол підписується керівником та безпосередніми виконав­цями, що проводили випробування.

Оцінка похибок вимірювань

Характеристики електротехнічних матеріалів можуть бути виз­начені експериментально через вимірювання однієї або декількох фізичних величин.

Результати окремих вимірювань при випробуваннях електро­технічних матеріалів отримують з систематичними та випадковими похибками, зумовленими неоднорідністю матеріалу досліджуваних зразків, похибками засобів вимірювань, зміною умов випробувань тощо. Для виключення систематичних похибок вживають спеціальні заходи для усунення причини появи цих похибок, або введенням відповідних поправок.

Випадкові похибки виключити з результатів вимірювань неможливо, але їх оцінюють при повторних вимірюваннях тієї ж величини та наступній статистичній обробці результатів.

Основні положення методики статистичної обробки результатів випробувань електротехнічних матеріалів встановлені відповідними документами.

Похибка, виражена в одиницях вимірюваної величини, називається абсолютною:

,

де – абсолютна похибка; – результат вимірювання; – дійсне значення вимірюваної величини.

Крім абсолютної, на практиці користуються відносною похибкою

.

Похибка вимірювання охоплює систематичну та випадкову складові

.

Систематична складова похибки при повторних вимірюваннях залишається постійною або змінюється з певною закономірністю. Випадкова складова при повторних вимірюваннях змінюється непередбачувано. Для зменшення систематичної складової похибки викори­стовують декілька незалежних методів вимірювання, які базуються на різних фізичних явищах.

Для зменшення випадкової складової похибки прямого вимірювання величини виконують аналогічних вимірювань, результати спостережень яких рівні х_i (і=1,2,...,n).

Оцінку результату вимірювання знаходять з виразу

,

де – середнє арифметичне результатів спостережень.

Дисперсія похибки визначається за формулою:

,

а незміщена оцінка середньоквадратичного відхилення випадкової складової похибки – з виразу

.

Наведені оцінки є точковими.

Значення вимірюваної величини та дисперсії похибки можуть також оцінюватися за допомогою довірчих інтервалів. Визначення довірчого інтервалу для істинного значення

,

де – гранична похибка, визначається з використанням розподілу випадкової величини

.

При нормальному розподілі похибки величина розподілена за законом Ст’юдента з ступенями вільності. Граничні значення величини , що відповідають рівню значимості , де – довірча ймовірність, та числу ступенів вільності . Обчислення довірчих границь в більшості випадків проводять з довірчою ймовірністю . За значеннями та знаходять і визначають границі довірчого інтервалу, використовуючи вираз

.

У більшості випадків значення фізичної величини може бути одержане за результатами прямих вимірювань інших величин , за відомою залежністю .

Оскільки кожна з величин виміряна з похибкою , то похибка вимірювання величини залежить як від значень , так і від виду функції .

Оцінка систематичної складової похибки величини , виміряної опосередкованим методом, може бути здійснена за формулою

.

Частинні похідні називають коефіцієнтами впливу відпо­відних похибок. Для обчислення граничної похибки опосередкованих ви­мірювань користуються виразом

,

де – гранична похибка результату опосередкованого вимірювання;

– граничні похибки результатів прямих вимірювань.

Випадкова складова похибки опосередкованих вимірювань може бути визначена за формулою

,

де – випадкова складова результату опосередкованого вимірювання;

– випадкові складові похибок прямих вимірювань величин .

Оцінку дисперсії випадкової складової похибки опосередкованих вимірювань обчислюють згідно виразу:

,

де і – дисперсії похибок і .

При довірчій імовірності граничне значення похибки буде рівним .