1. Подключить к клеммам омметра 1 магазин сопротивлений 2 (см. рис. 2.16б).
2. Установить на магазине сопротивлений значение сопротивления, равное 0.
3. По заданию преподавателя установить на омметре соответствующий диапазон измерений.
4. С помощью корректора установить стрелку омметра на отметку 0.
5. Последовательно устанавливать на магазине сопротивлений соот-ветствующие поверяемой отметке омметра значения сопротивления, а затем считать показания по шкале омметра.
6. Изменяя значение сопротивления магазина, выполнить поверку омметра по первому из рассмотренных выше способов при увеличении и уменьшении значения сопротивления, то есть при прямом и обратном ходе, в нескольких точках шкалы омметра. Результаты занести в табл. 2.9.
Таблица 2.9
Результаты поверки методом измерения величин,
воспроизводимых эталонной мерой
(1-й способ)
| Показания рабочего прибора, X п, кОм | Показания эталонного прибора, X д, кОм | Абсолютная погрешность, D, кОм | Приведенная погрешность, g, % | Приведенная вариация показаний, W П, % | ||||
| Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | |
| 0 | 0 | |||||||
| 2 | 2 | |||||||
| … | … | |||||||
| 10 | 10 | |||||||
7. Выполнить поверку омметра по второму из рассмотренных способов. Результаты занести в табл. 2.10.
Таблица 2.10
Результаты поверки методом измерения величин,
воспроизводимых эталонной мерой
(2-й способ)
| Показания эталонного прибора, X п , кОм | Показания рабочего прибора, X д, кОм | Абсолютная погрешность, D, кОм | Приведенная погрешность, g, % | Приве-денная вариация показа-ний, W П, % | ||||
| Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | Прямой ход | Обратный ход | |
| 0 | 0 | |||||||
| 2 | 2 | |||||||
| … | … | |||||||
| 10 | 10 | |||||||
8. Вычислить абсолютную и приведенную погрешности, вариацию показаний. Сопоставить результаты поверок, выполненных по первому и второму способам.
9. Используя информацию о классе точности поверяемого прибора, сделать вывод о его пригодности к применению.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дать определение термину «поверка средств измерений».
2. Дать определение термину «калибровка средств измерений».
3. Дать определение термину «единообразие средств измерений».
4. Назвать три отличия поверки от калибровки.
5. Дать определения понятиям «воспроизведение», «хранение и передача размера единиц физических величин».
6. Дать определение термину «эталон».
7. Перечислить свойства эталона.
8. Способы нанесения поверительного клейма.
9. Какую информацию несут поверительное и калибровочное клейма?
10. Назвать методы поверки.
11. Пояснить метод поверки измерительного прибора непосред-ственного сличения.
12. Пояснить метод поверки измерительного прибора прямого измерения величины, воспроизводимой эталонной мерой.
13. Дать определение абсолютной, относительной и приведенной погрешностям, записать формулы для их определения.
14. Как определяется вариация показаний и приведенная вариация показаний?
15. Дать определение термину «класс точности».
16. Дать определения основной и дополнительной погрешностям.
17. Как нормируется класс точности?
18. Как сделать вывод о годности прибора?
19. Сделайте вывод о годности прибора, если эталонный класс точности равен 0,5, нормирующее значение 50, абсолютная погрешность прибора 1.
20. Из какого ряда выбираются числовые значения для классов точности?
Глава 3. Измерительный эксперимент
Процесс измерения
При проведении измерений получают информацию о значении измеряемой физической величины. Такая информация представляется средством измерений в виде некоторого сигнала и называется измерительной информацией. Под сигналом понимают физический процесс, характеризующийся рядом параметров. Сигналом измерительной информации называется сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной.
В процессе измерений на объект измерений, средство измерений и оператора воздействуют различные внешние факоры – влияющие физические величины. Влияющая физическая величина – это физическая величина, не являющаяся измеряемой данным средством измерений, но оказывающая влияние на результат измерения этим средством.
Для измерений принято выделять следующие основные характеристики:
принцип измерений,
метод измерений,
погрешность измерений.
Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основано измерение.
Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Погрешность измерения – отклонение результата измерения X от истинного значения Xи измеряемой величины:
. (3.1)
Погрешность, определяемая по формуле (1.1), выражается в единицах измеряемой физической величины и называется абсолютной погрешностью измерения.
Относительная погрешность измерения – отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой физической величины, выраженное в процентах:
|
. (3.2)
При определении абсолютной и относительной погрешностей измерения вместо истинного значения физической величины X и реально используют ее действительное значение X д.
Приведенная погрешность измерения – отношение абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона:
|
|
, (3.3)
где XN – нормирующее значение; X в и X н – соответственно верхний и нижний пределы измерений. В качестве нормирующего значения часто используется диапазон измерений прибора.
Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.
Точность – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Достоверность характеризует степень доверия к результатам измерений.
Правильность – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.
Воспроизводимость – такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях.
Измерения классифицируют по нескольким признакам:
А. В зависимости измеряемой величины от времени все измерения подразделяют на статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени в процессе измерения, и динамические, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения.
Б. По сложившимся совокупностям измеряемых величин измерения разделяют (электрические, механические, теплотехнические, физико-химические, радиотехнические измерения).
В. По условиям, определяющим точность измерений, их под-разделяют на три класса:
1. Измерения максимально возможной точности, достижимой при современном уровне техники. Это измерения, связанные с созданием и воспроизведением эталонов, а также измерения универсальных физических констант.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешности которых не должны превышать заданного значения. Такие измерения осуществляются в основном государственными и ведомственными метрологическими службами.
3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Технические измерения являются наиболее распространенными и выполняются во всех отраслях хозяйства и науки. К ним, в частности, относятся и технологические измерения.
Г. По числу наблюдений различают измерения с однократным наблюдением (обыкновенные) и измерения с многократными наблюдениями (статистические).
Д. По способу получения результата измерения подразделяют в зависимости от вида уравнения измерения, что и определяет способ получения результата.
Прямыми называют измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенными называют измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.
Совокупными называют производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величины находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин или ряда других величин, функционально связанных с измеряемыми.
Совместными называют проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними.
Е. В зависимости от места выполнения измерения бывают лабораторные и промышленные.
Ж. В зависимости от процедуры выполнения во времени измерения делятся на непрерывные и периодические.
З. В зависимости от формы представления результатов измерения бывают абсолютные и относительные.
Методы измерения
С учетом того, что метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений, выделяют метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
Классификационным признаком в таком разделении методов измерений является наличие или отсутствие при измерениях меры [8].
Метод непосредственной оценки – метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия (прибор прямого действия – измерительный прибор, в котором сигнал измерительной информации движется в одном направлении, а именно – с входа на выход).
Метод сравнения с мерой – метод измерения, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
Методы сравнения в зависимости от наличия или отсутствия при сравнении разности между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, подразделяют на нулевой и дифференциальный.
Нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (прибор сравнения, или компаратор, – измерительный прибор, предназначенный для сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно).
Дифференциальный метод – метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой величиной и известной воспроизводимой мерой.
Как в нулевом, так и в дифференциальном методах могут быть выделены методы противопоставления, замещения и совпадения.
Метод противопоставления – метод сравнения с мерой, в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами.
Метод замещения – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
Метод совпадения – метод сравнения с мерой, в котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.
Дата: 2019-11-01, просмотров: 279.
