Имитационный эксперимент № 3. Электромагнитное поле.
Отчет
По лабораторной работе № 5
на тему «Изучение основных и дополнительных погрешностей средств измерения»
Вариант-16
Специальность «Автоматизация и управление»
Выполнил ст. Менешов Д.А. Группа БАУ-11-5
Руководитель Хан С.Г.
«»20год
Алматы 2013
Цель работы:
Получить навыки по расчету основной и дополнительной погрешностей средств измерения с учетом влияния на результат измерения таких параметров окружающей среды, как температура, внешнее электромагнитное поле и напряжение питания сети.
Задание к лабораторной работе:
- собрать схему канала измерения температуры согласно полученному заданию на экране виртуальной лабораторной работы;
- провести имитационный эксперимент по измерению заданной входной величины с помощью данного измерительного канала в нормальных и эксплуатационных условиях проведения эксперимента;
- провести статистическую обработку результатов имитационного эксперимента.
Задание:
Определить погрешность измерения температуры t=280 0C горячего воздуха с помощью термометра ТХА-0179 и милливольтметра Ш4540. При условиях:
| t окр, 0С | U пит, В | Магн. Поле А/м | |
| РОЗ | -20+60 | 185-245 | 0-400 |
| НУ | 10-30 | 200-225 | 0,5-5,6 |
| ЭУ |
Выполнение:
Чтобы собрать схему измерительного канала выбираем первичный преобразователь и вторичный прибор согласно варианту
Рисунок 1. Выбор первичного преобразователя.
Рисунок 2. Выбор вторичного прибора.
Имитационный эксперимент № 1. Без влияния внешних факторов.
Рисунок 3. Имитационный эксперимент № 1.
Выборка 50 значений температуры, 0С:
| 267,812 | 275,783 | 278,57 | 281,265 | 285,744 |
| 269,182 | 276,145 | 279,208 | 281,288 | 286,595 |
| 269,868 | 276,231 | 279,699 | 281,762 | 286,729 |
| 269,893 | 276,247 | 279,743 | 282,108 | 287,117 |
| 270,154 | 276,28 | 280,336 | 284,21 | 287,321 |
| 270,351 | 276,303 | 280,385 | 284,223 | 287,745 |
| 271,799 | 276,553 | 280,433 | 284,351 | 289,27 |
| 272,334 | 276,959 | 280,77 | 284,798 | 289,392 |
| 272,839 | 277,654 | 281,023 | 285,18 | 290,462 |
| 274,931 | 278,188 | 281,164 | 285,285 | 290,869 |
Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.
Мат.ожидание: X = 
= 279,85102 0С
Дисперсия: D = S2 = 
= 37,09720406 0С2
Среднее квадратичное отклонение (СКО)
Наблюдений: 
= S = 
= 
=6,090747414 0С
Измерений: 
= 0,86136176 0С
Построение гистограммы закона распределения.
R=Xmax-Xmin=23,057 0С
r = 1+3,32lgn= 6,640580414 7
= 
3,293857143 0С
| Xj | Nj |
| 271,1059 | |
| 274,3997 | |
| 277,6936 | |
| 280,9874 | |
| 284,2813 | |
| 287,5751 | |
| 290,869 |
Рисунок 4. Гистограмма распрделения.
Закон распределения – равномерный.
Погрешности наблюдения:
н=к*бн
и=к* би, где k-квантильный множитель и равен 
.
н=1,73*6,090747414 = 10,53699302622 0С
и=1,73* 0,86136176 = 1,4901558448 0С
Результат наблюдений: 
Xн =(279,85102 ±10,53699302622) 0С, при Р=0,95
Xн =(280±11) 0С, при Р=0,95
Результат измерений: 
Xи =(279,85102 ±1,4901558448) 0С, при Р=0,95
Xи =(279,9 ±1,5) 0С, при Р=0,95
Имитационный эксперимент № 2. Температура окружающей среды.
Рисунок 5. Имитационный эксперимент № 2.
Выборка 50 значений температуры, 0С:
| 263,516 | 273,749 | 278,172 | 280,848 | 283,821 |
| 267,277 | 274,477 | 278,553 | 280,899 | 284,131 |
| 267,955 | 274,791 | 278,616 | 281,024 | 284,433 |
| 268,083 | 274,932 | 278,767 | 281,272 | 284,992 |
| 268,5 | 275,488 | 278,943 | 281,41 | 286,71 |
| 268,764 | 277,044 | 279,012 | 282,417 | 286,946 |
| 271,835 | 277,144 | 279,133 | 282,436 | 287,189 |
| 272,605 | 277,609 | 280,007 | 282,723 | 287,742 |
| 272,825 | 277,622 | 280,047 | 283,145 | 290,645 |
| 273,259 | 277,967 | 280,299 | 283,492 | 291,842 |
Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.
Мат.ожидание: X = = 278,70216 0С
Дисперсия: D = S2 = = 38,4151901 0С2
Среднее квадратичное отклонение (СКО)
Наблюдений: = S = = = 6,197998878 0С
Измерений: = 0,876529407 0С
Построение гистограммы закона распределения.
R=Xmax-Xmin= 28,326 0С
r = 1+3,32lgn= 6,640580414 7
= 4,046571429 0С
| Xj | Nj |
| 267,5626 | |
| 271,6091 | |
| 275,6557 | |
| 279,7023 | |
| 283,7489 | |
| 287,7954 | |
| 291,842 |
Рисунок 6. Гистограмма распределения.
Закон распределения – нормальный.
Погрешности наблюдения:
н=к*бн
и=к* би, где k-квантильный множитель и равен 1,96.
н=1,96*6,197998878 = 12,14807780088 0С
и=1,96*0,876529407 = 1,71799763772 0С
Результат наблюдений:
Xн =(278,70216 ±12,14807780088) 0С, при Р=0,95
Xн =(279 ±12) 0С, при Р=0,95
Результат измерений:
Xи =(278,70216 ±1,71799763772) 0С, при Р=0,95
Xи =(278,7 ±1,7) 0С, при Р=0,95
Имитационный эксперимент № 3. Электромагнитное поле.
Рисунок 7. Имитационный эксперимент 3.
Выборка 50 значений температуры, 0С:
| 266,148 | 274,482 | 277,996 | 282,247 | 287,933 |
| 267,66 | 274,611 | 278,099 | 282,659 | 288,062 |
| 268,934 | 275,109 | 278,413 | 283,349 | 288,281 |
| 269,798 | 275,782 | 278,591 | 283,68 | 288,47 |
| 270,959 | 275,804 | 279,066 | 283,696 | 289,298 |
| 270,961 | 276,021 | 279,476 | 284,156 | 290,342 |
| 271,378 | 276,362 | 280,032 | 285,607 | 291,793 |
| 272,282 | 277,013 | 280,185 | 286,075 | 294,757 |
| 272,451 | 277,067 | 280,712 | 286,342 | 296,515 |
| 272,712 | 277,543 | 282,108 | 286,644 | 303,238 |
Статистическая обработка результатов имитационного эксперимента.
Мат.ожидание: X = = 280,41798 0С
Дисперсия: D = S2 = = 61,44648806 С2
Среднее квадратичное отклонение (СКО)
Наблюдений: = S = = = 7,838781032 0С
Измерений: = 1,108571045 0С
Построение гистограммы закона распределения.
R=Xmax-Xmin= 37,09 0С
r = 1+3,32lgn= 6,640580414 7
= 5,298571429 0С
| Xj | Nj |
| 271,4466 | |
| 276,7451 | |
| 282,0437 | |
| 287,3423 | |
| 292,6409 | |
| 297,9394 | |
| 303,238 |
Рисунок 8. Гистограмма распределения.
Закон распределения – равномерный.
Погрешности наблюдения:
н=к*бн
и=к* би, где k-квантильный множитель и равен .
н=1,73*7,838781032 = 13,56109118536 0С
и=1,73*1,108571045 = 1,91782790785 0С
Результат наблюдений:
Xн =(280,41798 ±13,56109118536) 0С, при Р=0,95
Xн =(280±14) 0С, при Р=0,95
Результат измерений:
Xи =(280,41798 ±1,91782790785) 0С, при Р=0,95
Xи =(280,4 ±1,9) 0С, при Р=0,95