Объекты измерений:
Детали типа тел вращения, призм, резисторы, источники постоянного тока, др.
Измеряемые параметры:
линейные размеры, объем, масса, сила, электрическое сопротивление, напряжение, сила тока, температура.
Средства измерений:
Меры длины, угла, объема и массы (линейка измерительная, набор плоскопараллельных концевых мер длины, транспортир, сосуды измерительные, набор разновесов).
Накладные и станковые приборы для измерений длины (штангенциркуль, микрометр гладкий, микрометр рычажный или скоба рычажная, измерительные головки со штативом или стойкой и др.).
Весы для измерения массы взвешиванием, динамометр.
Мультиметр (авометр) для измерений электрических величин.
Термометр или другое средство для измерений температуры.
Средства измерения времени (секундомер, часы, часы-будильник и др.).
Порядок выполнения работы
Задание
1. Провести классификацию СИ по функциональному назначению и конструктивным признакам и выбрать СИ, подлежащие исследованию.
2. Определить метрологические характеристики выбранных однозначных мер.
3. Определить метрологические характеристики выбранных многозначных мер, в том числе штриховых.
4. Определить интегральные и частные метрологические характеристики приборов.
Определение интегральных и частных метрологических характеристик
Некоторые метрологические характеристики СИ можно определить, изучив сами средства измерений, другие содержатся в документации на них. На однозначных мерах обычно указывают их номинальные значения, на шкалах приборов и штриховых мер можно прочесть нижний и верхний пределы, часто на циферблате или другом видном месте указывают цену деления. Иногда на средствах измерений указывают класс точности. Очевидно, что при оценке метрологических характеристик ряда СИ можно обойтись без выполнения измерений (информацию получают с самого средства измерений, из нормативных документов, документации на средство измерений, либо из справочников).
При необходимости экспериментального определения некоторых метрологических характеристик выполняют измерения физических величин, причем основное внимание необходимо уделять не результатам измерений, а изучению метрологических характеристик СИ. Номинальную статическую характеристику прибора можно построить по результатам экспериментов или по данным информационных источников. При равномерной шкале СИ с аналоговым выходом его номинальная статическая характеристика имеет линейный характер, соответствующий пропорциональному преобразованию изменения измеряемой величины в выходной сигнал. «Цифровые» СИ имеют дискретную номинальную статическую характеристику, которую можно представить в виде лестницы с горизонтальными участками, равными номинальной ступени квантования.
Оформление работы и анализ результатов
Результаты работы оформляют с использованием таблиц (рекомендуемые формы таблиц 7.1...7.3 даны с примерами заполнения), необходимых схем, диаграмм и текстовых описаний. При отсутствии данных в клетке таблицы ставят прочерк, а при отсутствии оцениваемого элемента записывают "нет", "отсутствует" и т.д.
Описание методики исследований, применяемой для экспериментального определения метрологических характеристик, при необходимости должно включать характеристику методики выполнения измерений (вид и метод измерений, наименование применяемых средств измерений, их метрологические характеристики).
Пример описания методики исследований нестандартизованного пружинного динамометра:
Динамометр исследуют путем взвешивания мер массы (гирь) разряда и класса точности M1. Номинальные значения гирь подбирают таким образом, чтобы определить нижний и верхний пределы измерений, а также три «промежуточные точки», равномерно расположенные по диапазону измерений. По результатам эксперимента определяют диапазон измерений, цену деления шкалы и строят градуировочную характеристику прибора.
Фрагмент описания методики исследований цифрового вольтметра:
Значения номинальных ступеней квантования на разных диапазонах измерений прибора определяют путем измерений напряжения источников постоянного тока. Каждый источник измеряют на всех диапазонах прибора. Измерения прямые, однократные, осуществляются методом непосредственной оценки.
Информацию, полученную путем осмотра средств измерений, анализа документации и проведения экспериментальных исследований, вносят в таблицы и представляют в виде графиков (рисунок 7.2).
Таблица 7.1 – Метрологические характеристики мер
| Наименование | Номинальное значение/значения | Погрешность Δ | Примечание |
| Мера угловая концевая однозначная | 30о 15' | 30" | -- |
| Мера угловая многозначная штриховая (транспортир) | 0о ... 180о | -- | Мера не является рабочим СИ и Δ не нормирована |
Таблица 7.2 – Метрологические характеристики аналоговых приборов
| Наименование прибора | Диапазон/ поддиапазоны измерений | Диапазон /диапазоны показаний | Цена деления шкалы/шкал | Погрешность /погрешности |
| Оптикатор на стойке С-I | (0...160) мм | (-50...+50) мкм | 0,5 мкм | 0,2 мкм на 100 делений; 0,4 мкм на всем диапазоне |
Таблица 7.3 – Метрологические характеристики цифровых приборов
| Наименование прибора | Диапазон/ поддиапазоны измерений | Выходной код | Погрешность/ погрешности | ||
| вид кода | число разрядов | номинальная ступень квантования / цена единицы наименьшего разряда | |||
| 1. Длиномер вертикальный цифровой | (0...200) мм | десятиричный | 6 | 1 мкм/1 мкм | 1,5 мкм |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СХЕМЫ КЛЮЧЕВЫХ ПОНЯТИЙ (СКП) К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
К лабораторной работе № 1 «Структура средств измерений»
К лабораторной работе № 2 «Виды и методы измерений»
К лабораторной работе № 3 «Исследование неопределенности измерительной информации»
К лабораторной работе № 4 «Функциональный анализ методик выполнения измерений»
К лабораторной работе № 5 «Экспериментальные методы выявления и оценки погрешностей»
К лабораторной работе № 6 «Обеспечение точности при выборе методики выполнения измерений»
К лабораторной работе № 7 «Основные метрологические характеристики
средств измерений»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ФОРМЫ ОТЧЕТОВ О ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ
Кафедра «СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»
Группа ______________
СТРУКТУРА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Отчет о лабораторной работе № 1
Дисциплина:
Исполнитель ________________
" " 200 г.
Руководитель ____________________
" " 200 г.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель работы: ознакомление со средствами измерений и их структурными элементами.
Задачи:
1. Научиться классифицировать средства измерений.
2. Ознакомиться с основными характеристиками средств измерений и их структурными элементами, включая чувствительные элементы приборов и устройства отображения измерительной информации.
3. Научиться выделять элементы средств измерений и строить структурные схемы.
Таблица 1 – Характеристики однозначных мер
| Наименование меры | Воспроизводимая величина | Номинальное значение | Уровень точности/погрешность |
Таблица 2 – Характеристики многозначных мер
| Наименование меры | Воспроизводимая величина | Номинальные значения | Цена деления | Уровень точности/погрешность |
Таблица 3 – Общие характеристики преобразующих средств измерений
| Средство измерений | Принцип преобразования | Первичный преобразователь | Чувствительный элемент | Выходной сигнал | Устройство отображения информации | |
| вид | изменение* | |||||
| *Изменение выходного сигнала может быть непрерывное (аналоговое) или дискретное | ||||||
Таблица 4 – Устройства отображения информации типа шкала-указатель
| Наименование прибора | Характеристики устройства отображения измерительной информации | ||
| Вид шкалы/пределы показаний | Цена деления | Вид указателя | |
Таблица 5 – Устройства отображения информации с числовым табло
| Наименование прибора | Характеристики числового табло | ||||
| Вид выходного кода | Число разрядов кода | Номинальная ступень квантования | Запятая (точка) | Другие символы | |
СХЕМЫ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Кафедра СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Группа ______________
ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Отчет о лабораторной работе № 2
Дисциплина:
Исполнитель ________________
" " 200 г.
Руководитель ____________________
" " 200 г.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель работы: изучение видов и методов измерений физических величин.
Задачи:
1. Выполнить прямые и косвенные измерения заданных физических величин с использованием метода непосредственной оценки и разных вариантов метода сравнения с мерой.
2. Проанализировать проведенные измерения. Классифицировать использованные виды и методы измерений и зафиксировать результаты измерений и их анализа.
ЭСКИЗЫ ОБЪЕКТОВ И СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Таблица 1 – Результаты прямых измерений
| Средство измерений, измеряемый параметр, единица ФВ | Результаты измерений параметра | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Среднее | |
Таблица 2 – Результаты косвенных измерений
| Измеряемая (рассчитываемая) ФВ | Расчетная зависимость | Обозначения величин и результаты их прямых измерений, единицы | Значение измеряемой ФВ, единицы | |||
| Примечание. Результаты прямых измерений величин с многократными наблюдениями (n ≤ 5) представлены средними значениями из таблицы 1 с использованием тех же обозначений | ||||||
Таблица 3 – Характеристики видов измерений
| Измеряемые параметры и средства измерений (№№ из таблиц 1 и 2) | Виды измерений | ||||
| по видам ФВ | прямые/ косвенные | совокуп/ совместн | абс/ отн | однократн/ многократн | |
Таблица 4 – Характеристики методов прямых измерений
| Измеряемые параметры и средства измерений (№№ из таблицы 1) | Метод измерений |
Кафедра СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Группа ______________
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Отчет о лабораторной работе N 3
Дисциплина:
Исполнитель ________________
" " 200 г.
Руководитель ____________________
" " 200 г.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель работы: первичная оценка неопределенности измерительной информации.
Задачи:
1. Ознакомиться с многократными измерениями физических величин.
2. Применить анализ результатов многократных измерений для оценки их характеристик и для сравнения методик выполнения измерений.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Краткое описание объектов измерений, измеряемых параметров и методик выполнения измерений со схемами измерений и эскизами объектов (при необходимости).
Таблица 1 – Результаты многократных измерений физических величин
| Измеряемая величина | № МВИ | Номер наблюдения n | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
Таблица 2 – Серии многократных измерений физической величины
___________________________________________________________
| № МВИ | Номер наблюдения n | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| МВИ1 | ||||||||||
| МВИ2 | ||||||||||
Продолжение таблицы 2
| № МВИ | Номер наблюдения n | |||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| МВИ1 | ||||||||||
| МВИ2 | ||||||||||
Окончание таблицы 2
| № МВИ | Номер наблюдения n | |||||||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
| МВИ1 | ||||||||||
| МВИ2 | ||||||||||
Точечные диаграммы результатов многократных измерений физических величин
Выводы
Точечные диаграммы серий многократных измерений одной физической величины
Выводы
Кафедра СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Группа
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДИК ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
Отчет о лабораторной работе № 4
Дисциплина:
Исполнитель ________________
" " 200 г.
Руководитель ____________________
" " 200 г.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель работы: исследование источников погрешностей.
Задачи:
1. Проанализировать выбранные методики выполнения измерений нескольких ФВ и выявить возможные источники и причины возникновения погрешностей.
2. Экспериментально подтвердить возможность возникновения погрешностей из-за выявленных причин.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Дата: 2018-12-28, просмотров: 400.
