11

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

Кафедра теоретичної електротехніки та електричних вимірювань

КОНТРОЛЬНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ

В ЕКОЛОГІЇ

М е т о д и ч н і в к а з і в к и

Лабораторна робота № 3

Оцінка випадкових похибок прямих вимірювань

Вінниця , 2012 хід роботи

1. Скласти схему лабораторного макету (рис.1). Ввімкнути живлення після перевірки схеми викладачем.

Рисунок 1 - Схема лабораторного макету

2. Дослідження систематичної похибки:

2.1. Встановити прилади строго горизонтально і ретельно встановити механічний нуль, провести вимірювання U, I, P;

2.2. Примусово ввести систематичну похибку в показання амперметру, вольтметру, ватметру. Для цього встановити прилади не горизонтально (під нахилом), змістити механічний нуль приладів. Провести вимірювання U,I,P;

2.3. Провести серію з декількох вимірювань, щоб переконатись у наявності систематичної похибки цих приладів.

2.4. Визначити відносну систематичну похибку. За дійсне значення вимірювальної величини прийняти результати вимірювання, отримані при вимірюванні приладами встановленими горизонтально з точно встановленим механічним нулем. Результати вимірювань занести до табл.1.

Таблиця 1 – Результати вимірювань

Положення приладу	U	U	I	I	P	P
Горизонтальне		–		–		–
Не горизонтальне

3. Дослідження випадкової похибки:

3.1. Вилучити систематичну похибку, для чого встановити прилади строго горизонтально та ретельно встановити на всіх приладах стрілку на нуль при виключеному живленні;

3.2. Виконати серію з 100 вимірювань U, I, P і результати занести до табл.2. Для того, щоб дослідити випадкову похибку, необхідно під час проведення серії вимірювань змінювати взаємне розташування вимірювальних приладів, з’єднувальних дротів, кут зору на стрілкові індикатори приладів.

Таблиця 2 – Результати багаторазових вимірювань

Фізична величина	1	2	3	4	…	100
Напруга, U
Струм, I
Потужність, P

4. Провести обробку результатів прямих вимірювань для кожної фізичної величини (U, I, P) і представити результати вимірювань згідно першої форми. Прийняти, що систематична похибка відсутня, знайти математичне сподівання вимірюваної величини, середнє квадратичне відхилення результатів вимірювань, середнє квадратичне відхилення середнього арифметичного значення результатів вимірювання. Закон розподілу випадкової похибки прийняти за нормальний з нульовим математичним сподіванням. Довірчий інтервал прийняти рівним 3 .

Провести обробку результатів прямих вимірювань для кожної фізичної величини (I, U, P) і представити результати вимірювань згідно першої форми.

1. Запустіть програму NUMERI (numeri.exe).

2. Клавішею «1» увійдіть у розділ «Статистика», а клавішею «2» у підрозділ «Статистичні оцінки».

3. Задайте режим уведення експериментальних даних (клавіша «1») із клавіатури (клавіша «3»).

4. Установіть необхідні параметри для введення експериментальних даних із клавіатури:

- кількість значень 100;

- крок по Х 1;

- початкове значення 1.

Натисніть клавішу «F10».

4.5. Введіть із клавіатури монітора 100 значень результатів вимірювань струму I. Після введення 100^го значення натисніть клавішу «F10» і побудуйте графічну залежність вимірюваної величини від кількості виконаних вимірювань.

Примітки: Отриману графічну залежність представте у звіті.

4.6. Клавішею «Esc» увійдіть у підрозділ «Статистичні характеристики» і результати розрахунків програми занесіть до табл.3.

Таблиця 3 – Основні статистичні характеристики

Найменування параметра і його розмірність	Числове значення
Загальна кількість вимірювань
Максимальне значення
Мінімальне значення
Середнє арифметичне значення
Середнє квадратичне значення

4.7. Клавішею «Esc» вийдіть із підрозділу «Статистичні характеристики», а клавішею «5» увійдіть у меню «Chi²-тест». Задайте необхідні дані і перевірте гіпотезу про закон розподілу вимірюваної величини.

Примітки: Результати розрахунку за Chi²-тестом представте у звіті.

8. Клавішею «Esc» вийдіть із підрозділу «Статистичні оцінки», а клавішею «1» увійдіть у підрозділ «Функції розподілу».

4.9. Клавішею «3» виберіть нормальний закон розподілу, а клавішею «2» - функції розподілу.

4.10.Задайте необхідні параметри для побудови закону розподілу, використавши для цього числові значення табл.3. Натисніть клавішу «F10».

4.11.Побудуйте графік закону розподілу вимірюваної величини і представте його у звіті.

4.12.Пункти 4.2...4.11 виконайте для обробки результатів прямих вимірювань напруги U.

4.13.Пункти 4.2...4.11 виконайте для обробки результатів прямих вимірювань потужності Р.

4.14.Клавішею «Esc» і «Y» вийдіть із програми NUMERI.

5. Зробіть висновки по роботі.