МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ И ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Прямые измерения.

С помощью универсального вольтметра в режиме измерения сопротивления произвести десятикратное измерение одного и того же активного сопротивления (порядка 100÷300 Ом) и обработку результата измерений (рис. 2).

 

Рис.2Схема включения для проведения прямых измерений

 

Обработку результатов измерений производят в следующей последовательности:

а) находят среднее арифметическое значение результатов измерений по формуле

и принимают за результат измерения;

б) вычисляют отклонения от среднего арифметического результата

в) проверяют правильность вычислений и, если они верны, то должно быть

г) вычисляют квадраты отклонений от среднего арифметического результата и их сумму .

Данные измерений и вычислений вносятся в табл. 1.

 

Таблица 1

n
     
  =

 

 

д) определяют оценку среднего квадратического отклонения ряда измерений

;

е) вычисляют оценку среднего квадратического отклонения результата измерения

;

ж) определяют доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения

.

Коэффициент Стьюдента находят из табл. 2 для доверительной вероятности и числе измерений n=10.

 

Таблица 2

Коэффициент Стьюдента
n                        
0,9 6,31 2,92 2,35 2,13 2,02 1,94 1,90 1,86 1,83 1,81 1,80 1,78
0,95 12,7 4,30 3,18 2,78 2,57 2,45 2,36 2,31 2,26 2,23 2,20 2,18
0,98 31,8 6,96 4,54 3,75 3,36 3,14 3,00 2,90 2,82 2,76 2,72 2,68
0,99 63,6 9,92 5,84 4,60 4,03 3,71 3,50 3,36 3,25 3,17 3,11 3,06
0,999 63,6 31,6 12,9 8,61 6,86 5,96 5,40 5,04 4,78 4,59 4,44 4,32

 

з) результат измерения записывают в виде

Косвенные измерения активного сопротивления

Собрать схему измерения активного сопротивления резистора на постоянном токе (рис. 3) (того же значения, что и в п. 4.1) и произвести не менее 10 измерений напряжения и однократное измерение тока.

 

Рис. 3 Схема включения для проведения косвенных измерений

 

Обработать результаты прямых измерений напряжения по методике, описанной в п.4.1 и записать результат измерения в виде:

, .

Результат однократного измерения тока I прибором оценивается энтропийной погрешностью равной

,

где - энтропийный коэффициент, зависящий от закона распределения погрешностей прибора и для нормального закона распределения равен 2,066, что соответствует доверительной вероятности .

Так как среднее квадратическое отклонение результата измерений ) при однократном измерении не может быть определено, то абсолютная погрешность измерения тока с вероятностью может быть найдена исходя из класса точности и предела измерения прибора

,

где - класс точности;

- предел измерения прибора.

Результат измерения тока I записать в виде:

,

где - однократное значение тока, измеренное амперметром.

Результат измерения сопротивления представить в виде:

,

где - значение сопротивления, вычисленное по значениям и ,

.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Какие измерения называют прямыми?

5.2. В чем состоит отличие косвенных измерений от прямых?

5.3. В чем заключается сущность вероятностных методов точности результата измерений?

5.4.Дайте определение систематической и случайной погрешностей?

5.5. В каком виде записывается результат измерений?

5.6. Как влияет точность измерительных приборов на нахождение достоверного значения измеряемой величины?

5.7. Дайте определение среднеквадратического отклонения результата наблюдений.

5.8. Дайте понятие доверительного интервала и доверительной вероятности.

5.9. Как определяется коэффициент Стьюдента?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3