Прямой ход Обратный ход

Таблица 3

Результаты поверки прибора типа 43101 на переменном токе.

4. Пояснения к лабораторной работе.

Для определения наиболее вероятного значения измеряемой величины при наличии случайных погрешностей и для оценки погрешности, с которой определено это наиболее вероятное значение, применяется статистическая обработка результатов измерений. Статистическая обработка результатов серии измерений при проведении экспериментов позволяет решить следующие задачи.

1. 
   Более точно определить результат измерения путем усреднения отдельных наблюдений.
   
2. 
   Оценить область неопределенности уточненного результата измерений.
   

Таким образом, при статистической обработке, прежде всего, определяют наиболее вероятное значение измеряемой величины путем вычисления среднего арифметического всех отсчетов:

где: x_i – результат i – го измерения;

n – число проведенных измерений в данной серии измерений.

После этого оценивают отклонение результатов отдельных измерений x_i от этой оценки среднего значения → .

Затем находят оценку среднеквадратического отклонения наблюдений, характеризующую степень рассеяния результатов отдельных наблюдений вблизи , по формуле:

.

Точность оценки наиболее вероятного значения измеряемой величины зависит от числа наблюдений . Нетрудно убедиться в том, что результаты нескольких оценок по одному и тому же числу отдельных измерений будут отличаться. Таким образом, сама оценка также является случайной величиной. В связи с этим вычисляется оценка среднеквадратического отклонения результата измерения , которую обозначают . Эта оценка характеризует степень разброса значений по отношению к истинному значению результата, т.е. характеризует точность результата, полученного усреднением результата многократных измерений. Для различных она определяется по формуле:

Следовательно, точность результата многократных измерений увеличивается с ростом числа последних.

где - так называемый коэффициент Стьюдента.

В табл.4.1 приведены значения коэффициентов Стьюдента в зависимости от заданной доверительной вероятности и числа проведенных наблюдений . При выполнении измерений обычно задаются доверительной вероятностью 0,95 или 0,99.
Таблица 4.1

Значения коэффициентов Стьюдента .

n
	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95	0,98	0,99
2	1,00	1,38	1,96	3,08	6,31	12,71	31,82	63,66
3	0,82	1,06	1,34	1,89	2,92	4,30	6,97	9,93
4	0,77	0,98	1,25	1,64	2,35	3,18	4,54	5,84
5	0,74	0,94	1,19	1,53	2,13	2,78	3,75	4,60
6	0,73	0,92	1,16	1,48	2,02	2,62	3,37	4,03
7	0,72	0,91	1,13	1,44	1,94	2,45	3,14	3,71
8	0,71	0,90	1,12	1,42	1,90	2,37	3,00	3,50
9	0,71	0,89	1,11	1,40	1,86	2,31	2,90	3,36
10	0,70	0,88	1,10	1,38	1,83	2,26	2,82	3,25
16	0,69	0,87	1,07	1,34	1,75	2,13	2,60	2,95
25	0,69	0,86	1,06	1,32	1,71	2,06	2,49	2,80

Как указано во введении, по точности средства измерений подразделяют на классы, отражающие их точностные возможности. Соответствие погрешности средств измерений классу точности периодически проверяется в метрологических службах, путем сличения поверяемых средств измерений эталонными приборами, мерами, эталонами. Такую операцию называют поверкой. Периодичность поверки может быть различной в зависимости от особенностей средств измерений, однако обычно она составляет не менее одного года. Если при поверке полученные погрешности измерений оказываются меньше нормированных, средство измерений считается соответствующим своему классу точности и может эксплуатироваться дальше. Если же погрешность измерений при поверке оказывается больше нормированной, средство измерений считается не соответствующим своему классу точности и подлежит ремонту, регулировке или изымается из обращения.

Соотношение пределов допускаемой погрешности эталонных средств измерений и поверяемых приборов выбирается обычно не хуже 1 : 3.

Методика поверки должна удовлетворять следующим требованиям.

- Поверяемые и эталонные приборы должны быть подготовлены к работе в соответствии с нормативно-технической документацией на эти приборы.

- Многодиапазонные приборы допускается поверять на всех числовых отметках лишь в одном диапазоне измерений, в остальных диапазонах достаточно проводить поверку на двух отметках шкалы: числовой отметке, соответствующей нормирующему значению шкалы, и числовой отметке, на которой получена максимальная погрешность в полностью поверяемом диапазоне измерений. Для приборов класса точности 0,5 и менее точных, а также для приборов с равномерной шкалой, у которых числовых отметок более 10, допускается определять основную погрешность лишь на 5 отметках шкалы, равномерно распределенных по диапазону измерений.

- Приборы с несколькими шкалами или приборы, измеряющие несколько величин, должны быть поверены на каждой шкале и по каждой измеряемой величине отдельно.

- Поверку рабочих приборов на переменном токе следует проводить при нормальном значении частоты. Если не указано нормальное значение частоты или указан диапазон нормальных значений частот, включающий частоту 50 Гц, то поверку проводят на частоте 50 Гц. Если указан диапазон нормальных значений частот, который не включает частоту 50 Гц, то поверку проводят на частоте, рассчитанной по формуле , где - конечная частота диапазона нормальных значений частот поверяемого прибора; - начальная частота этого диапазона.

Технология поверки заключается в следующем: плавно увеличивая измеряемую величину, устанавливают указатель поверяемого прибора поочередно на каждую числовую отметку шкалы и записывают соответствующие показания образцового прибора. Необходимо следить за тем, чтобы указатель каждый раз подходил к отметке шкалы со стороны меньших значений. Дойдя до максимальной отметки шкалы, следует дать небольшую перегрузку, чтобы указатель дошел до упора, затем, плавно уменьшая измеряемую величину, вновь устанавливают указатель поверяемого прибора на каждую числовую отметку (на этот раз указатель должен подходить со стороны больших значений) и снова записывают соответствующие показания образцового прибора. Разность между показанием поверяемого и образцового приборов дает значение абсолютной основной погрешности . Для каждой числовой отметки рассчитывают два значения погрешности: - при увеличении показаний и - при их уменьшении. Ни одно из полученных значений абсолютной основной погрешности  не должно превосходить предела допускаемой основной нормированной погрешности.

5. Содержание отчета.

• 
  Цель работы.
  
• 
  Формулы, используемые при обработке результатов.
  
• 
  Таблицы с результатами вычислений и измерений.
  
• 
  Заключение и выводы.
  

6. 
   Контрольные вопросы.
   

1. 
   Что понимается под поверкой средств измерений?
   
2. 
   Какие требования предъявляются к эталонам, образцовым мерам и образцовым измерительным приборам, используемым при проведении поверки средств измерений?
   
3. 
   Как часто и где должна производиться поверка средств измерения?
   
4. 
   Какие критерии лежат в основе заключения о соответствии или несоответствии средства измерения своему классу точности?
   
5. 
   В каких случаях целесообразно проводить статистическую обработку результатов измерения?
   
6. 
   Что характеризует величина среднеквадратического отклонения ?
   
7. 
   В чем заключается суть понятий «доверительной вероятности» и «доверительного интервала», используемых при статистической обработке результатов измерений?
   
8. 
   Что понимается под неисключенной систематической
   

1. 
   Основы метрологии и электрические измерения. /Под ред. Е.М. Душина. – Л.:Энергоатомиздат,1987 г.
   
2. 
   Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии и сертификации. М.: 1999 г.
   
3. 
   Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. М.: Высшая школа, 2001 г.
   
4. 
   Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: учебник для вузов / В.И. Нефедов, В.И.Хахин, Е.В.Федорова и др.; под ред. В.И.Нефедова.- М.: Высшая школа, 2001 г.
   

Стр.

Введение…………………………………………………………………… 3

Лабораторная работа № 1. Измерение напряжений и электрических сопротивлений комбинированными приборами. Оценка основных инструментальных погрешностей результатов измерений……………………......................................................................