Прямые и косвенные измерения реферат

Обновлено: 30.06.2024

Целью измерения является получение количественной информации о величине исследуемого объекта, под которым понимаются реально существующие объекты (детали, процессы, поля, явления и т.д.), а также взаимодействия между ними.

Измерение может производиться как в познавательных (изучение элементарных частиц, организма человека и т.д.), так и в прикладных (управление конкретным технологическим процессом, контроль качества продукции) задачах. Существует тесная взаимосвязь между научно-техническим прогрессом и достижениями в области измерений и измерительной техники. Важной составной частью большинства научно-исследовательских работ являются измерения, позволяющие установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений.

Прогресс в области измерений способствовал и способствует многим новым открытиям, а достижения науки, в свою очередь — совершенствованию методов и средств измерений (например, благодаря использованию лазеров, микроэлектроники и т.п.)

Любое современное производство должно быть оснащено измерительными средствами, позволяющими осуществлять точный и объективный контроль технологического процесса. От этого зависят уровень качества продукции и производительность. В автоматизированном производстве своевременное получение необходимой достоверной измерительной информации является одним из важнейших условий качественного управления объектом регулирования. С другой стороны, развитие и совершенствование технологических процессов в области получения новых материалов и элементов создают возможности для совершенствования и создания принципиально новых средств измерительной техники.

1. Этапы проведения измерений

предварительной модели объекта

обоснование необходимой точности эксперимента

разработка методики проведения эксперимента

выбор средств измерений

обработке результатов измерений

2 . Классификация погрешностей

Опыт показывает, что вследствие неточности измерительных приборов, несовершенства органов чувств, неполноты наших знаний, трудности учета всех побочных явлений, при многократном повторении одного и того же измерения получаются разные числовые значения изучаемой физической величины. Так бывает, даже если измерения производить в совершенно одинаковых условиях (равноточные измерения).

Автоматизированные измерительные и диагностические комплексы, системы

. средствам измерений. Средство измерений - это техническое устройство, используемое в измерительном эксперименте и имеющее нормированные характерис­тики точности . Количественная информация, полученная путем измерения, представ­ляет собой измерительную информацию. Измерительная . время важной областью применения измерительной техники является автоматизация научно-технических экспериментов. Для .

При практическом использовании результатов тех или иных измерений возникает вопрос об истинном значении изучаемой физической величины, о точности измерения.

Количество факторов, влияющих на точность измерений, достаточно велико, и любая классификация погрешностей измерений в известной мере условна. На схеме, изображенной на рис. 1, приведена одна из возможных классификаций, которая может служить основой для оценки погрешности.

Погрешность измерения — это отклонение результата измерений x от истинного x0 (действительного) значения измеряемой величины. В зависимости от формы представления различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерений.

Абсолютная погрешность

Рис. 1. Классификация погрешностей

Относительная погрешность, Приведенная погрешность

В качестве нормированного значения может быть взято максимальное или минимальное значение измеряемой величины.

В зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения различают систематическую и случайную составляющую погрешности измерения, а также грубые погрешности (промахи).

Систематические погрешности

* несовершенство используемой измерительной аппаратуры,

* несовершенство используемого метода измерений;

  • плохая настройка измерительной аппаратуры;
  • недостаточное постоянство условий опыта;
  • влияние окружающей среды;
  • постоянные ошибки экспериментатора;
  • неучтенные влияния других параметров.

Систематические погрешности считаются потенциально устранимыми. Чтобы избежать или уменьшить систематические погрешности необходимо критически относиться к методам исследования, совершенствуя их, применяя более точные приборы, следя за их исправностью и т.д.

Случайные погрешности, Промахи или грубые погрешности

3 . Обработка результатов измерений

Различают прямые и косвенные измерения. При прямых измерениях искомое значение величины находят непосредственно путем наблюдений (например, измерение длины линейкой, силы тока — амперметром, массы — пружинными весами).

При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, определенными в прямых измерениях (например: определение площади прямоугольника по длине его сторон, силы тока — по напряжению и сопротивлению электрической цепи и т. п.).

Обычно измерения проводят многократно, путем нескольких наблюдений.

Проводя многократные измерения, всегда получают совокупность результатов отдельных наблюдений xi . Математическая обработка результатов измерений позволяет определить интервал значений а так-же вероятность P, с которой величина оказывается в этом интервале. Область значений называется [a,b] доверительным интервалом, а соответствующее ему значение P — доверительной вероятностью б. Для большинства технических измерений, а также при физических измерениях погрешностей производят для доверительной вероятности б=0,95.

Основы геодезических измерений

. неукоснительно соблюдать при организации геодезических измерений. Это позволяет свести к минимуму неизбежные ошибки, не допустить накопления погрешностей при переходе от точки . при сгущении геодезической сети, оценке точности выполненных работ. 1. Устройство геодезических сетей при съемке больших территорий 1.1 Государственная геодезическая сеть (ГГС) Государственная геодезическая сеть (ГГС) .

3 .1 Обработка результатов прямых измерений

  • В результате прямых многократных измерений получаем n значений измеряемой величины: x1, x2,x3,…, xn
  • Находим среднее (наиболее вероятное) значение искомой величины по формуле
  • Определяем оценку среднеквадратического отклонения результата из n измерений по формуле

В зависимости от числа проведенных измерений n и для доверительной вероятности находим коэффициент Стьюдента.

По паспорту измерительного прибора определяем инструментальную погрешность Дxи. Величина этой погрешности определяется классом точности или указывается в паспорте прибора как предельная погрешность, т. е. для доверительной вероятности б=0,997?1. Поэтому при принятом значении б=0,95 инструментальную погрешность результата измерений следует учитывать с коэффициентом 2/3.

  • Находим абсолютную погрешность по формуле
  • Находим относительную погрешность по формуле

Округляем абсолютную и относительную погрешности до двух значащих цифр (если первая из них меньше или равна 3) или до одной значащей цифры (если первая из них больше 3).

Округляем результат измерения. Число значащих цифр результата измерений должно быть ограничено порядком величины абсолютной погрешности.

  • Записываем результат измерений с указанием единиц

3 .2 Обработка результатов косвенных измерений

При косвенных измерениях физическая величина определяется функциональной зависимостью z= f (x1, x2, x3, …, xn), где x1, x2, x3, xn — непосредственно измеряемые величины или же величины.

Обработка результатов косвенных измерений проводится в следующей последовательности:

— Находим средние значения и погрешности (абсолютную и относительную) каждой из непосредственно измеренных величин: x1, x2, x3,…, xn. Погрешности и определяются из прямых измерений или же, как инструментальная погрешность прибора при доверительной вероятности б=0,95.

  • Находится значение zcp искомой величины при средних арифметических значениях параметров
  • Определение погрешности величины zcp можно выполнить одним из двух способов.

где — абсолютная погрешность величины xi . Частные производные вычисляются при

Затем определяется относительная погрешность по формуле

Вначале определяется относительная погрешность по формуле

Использование резистивного эффекта для измерения физических величин

. описанию тензорезистивного эффекта. Пусть вещество характеризуется тензором удельного сопротивления с компонентами ik . Если полупроводник деформирован, то его удельное сопротивление изменилось, оно равно или . Величина -- . Е. Для анизотропных материалов, к которым принадлежат все полупроводники, упругие свойства определяются набором гораздо большего числа упругих коэффициентов. С учетом (1.3.9) в .

Где — абсолютная погрешность величины xi . Частные производные от логарифма вычисляются при xi=xicp .

Затем определяется абсолютная погрешность по формуле

  • Округляем погрешности.
  • Округляем результат косвенных измерений и записываем с указанием единиц по следующей форме

3 .3 Обработка результатов совокупных измерений

Совместными

Косвенные, совместные и совокупные измерения объединяются одним принципиально важным общим свойством: их результаты определяются расчетом по известным функциональным зависимостям между измеряемыми величинами и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Различие между этими видами измерений заключается только в виде функциональной зависимости, используемой при расчетах. При косвенных измерениях она выражается одним уравнением в явном виде, при совместных и совокупных системой неявных уравнений.

Заключение

В основе любого измерительного процесса, независимо от объекта измерения, измеряемой физической величины, принципа измерения, способа обработки информации, лежат одни и те же закономерности. Точное описание измерительный процедур опирается на определение цели и особенностей измерений. Это выражается в алгоритмизации измерений, когда содержательное описание процедур и результатов заменяется формализованным.

Любое современное производство должно быть оснащено измерительными средствами, позволяющими осуществлять точный и объективный контроль технологического процесса. От этого зависят уровень качества продукции и производительность. В автоматизированном производстве своевременное получение необходимой достоверной измерительной информации является одним из важнейших условий качественного управления оборудованием. С другой стороны, развитие и совершенствование технологических процессов в области получения новых материалов и элементов создают возможности для совершенствования и создания принципиально новых средств измерительной техники.

Список использованных источников

1. Сергеев А.Г. Метрология: Учебник. — М.: Логос, 2005. — 272 с ил. — ISBN 5-94010-374-Х

  • Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии [Текст]. — М.: Изд-во стандартов, 1972, 312 с.
  • Горбоконенко, В.

Д. Метрология в вопросах и ответах [Текст] / В. Д. Горбоконенко, В. Е. Шикина. -Ульяновск: УлГТУ, 2005. — 196 с., — ISBN 5 — 89146 — 530 — 0

Обработка экспериментальных данных [Текст]: Метод. указания к лабораторным работам для студентов 1, 2 и 3-го курсов всех спец./ Под ред. В.А. Самолетова. — СПб.: СПбГУНиПТ, 2003. — 57 с.

  • Кравченко Н.С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме: учебное пособие [Текст] /Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская;
  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. — 88 с.

Примеры похожих учебных работ

Измерение геометрических величин

. температуре[4]. 2. Измерение угловых величин Углом в плоскости называется геометрическая фигура, образованная двумя лучами, . обработанные и грязные поверхности деталей; по окончании работы инструменты тщательно протирают, смазывают, стопоры ослабляют .

Методы и средства измерения электрических величин

. энергии. 1.3 Измерение мощности в цепях постоянного тока Активная мощность, которая выделяется на участке цепи постоянного тока, может быть оценена в результате измерения количества тепла, выделяемого этим участком цепи. Прямые колориметрические .

Измерения электрических величин

. входе измерительные преобразователи для электрических измерений делят на преобразователи электрических величин и преобразователи неэлектрических величин. Примерами преобразователей электрических величин в электрические являются делители напряжения, .

Использование резистивного эффекта для измерения физических величин

. магнитосопротивления, однако ввиду технических трудностей практическое применение диска Корбино сильно затруднено. 1.2 Тензорезистивный эффект Работа полупроводниковых датчиков давления основана, в основном, на использовании тензоэффекта, который у .

. многих тысяч километров [1]. В данном реферате рассмотрены методы измерения охватывающие вторую и третью группы размеров, а . расходимости излу­чения лазеров может достигать нескольких угловых секунд. По указанным причинам опти­ческие дальномеры .

Измерения геометрических величин в курсе геометрии 7-9 классов

. деятельности учащихся. Во втором - мы выделили этапы изучения измерений в школьном курсе геометрии. Далее представлен анализ школьных учебников геометрии, различных подходов к введению определений геометрических величин, рассматриваемых .

1.Методы измерения:прямые и косвенные.Прямые -когда измеряется непосредственно сама измеряемая величина.(измерение темп ртутным термометром)Косвенное -когда измеряется не сама изм.вел. а величины функционально связанные с нею.(измеряют U и R а затем рассчитывают I) По принципу методы измерения делят на: 1Метод непосредственной оценки (измерение длины метром).2Метод сравнения с мерой (измерение массы груза с помощью образцовых гирь)Мера -тех.средство высокой точности измерения. 3Дифференциальный метод -при этом методе измеряется не сама изм.вел Rx а ее отклонение от заданной величины R0 .Для измерения используется специальная мостовая схема кот состоит из 4плеч: Rx, , R0 , R1 , R2 . В схеме всегда R1 =R2 .Балластные сопротивления для повышения точности измерения: СД-диаганаль питания, АВ-измерительная диаганаль.Измерит схема находится в равновесии т.е потенциалы точек АиВ равны(φА = φВ )Если выполняется условие Rx R2 =R0 R1 если Rx =R0 схема находится в равновесии.Если Rx отличается от R0 то потенциал т.А отличается от потенциала т.В разность потенциалов= ∆φ= φА -φВ (измеряется прибором).R0 может состоять из нескольких последовательно включенных сопротивлений разной величины.Такое устройство наз магазином сопротивлений. 4Нулевой метод -при этом методе в качестве изм.прибора используется гальванометр,кот определяет разность потенциалов в изм.диаганале.Если измеряемой сопротивление Rx отличается от R0 то появляется разность потенциалов и перемещая ползунок R0 добиваются чтобы гальванометр показывал 0.по положению ползунка и шкале определяют значение Rx .5Компенсационные метод (является разновидностью нулевого и еще наз методом силовой компенсации)Разность потенциалов усиливается электронным усилителем и постоупает на реверсивный электродвигатель кот начинает перемещать ползунок R0 и стрелку ук-теля до тех пор пока не сравняются потенциалы точек АиВ.

2.Погрешность измерения делится на Абсалютную,Относительную, Приведенную.1.Абсалютная погрешность -разность между значениями измеряемой величины и ее действит.значением.За дествит.значение принимается показания образцового прибора. ∆абс =±(Аизм -Адейст ).2Приведенная -отношениеабсалютной погрешности к нормированному значению,выражается в %. ∆прив = ∆абс /N*100.3.Относительная -отношение абсолютной погрешности к измеренной величине,выражается в %.Погрешности могут систематич (обусловлена конструкцией прибора и не зависит от внешних факторов)случайная (зависит от условий измерения,изменение параметров окр.среды,питания)промах (вызвана неправильными действиями оператора)Допустимые погрешности ограничиваются классом точности прибора.Он определяетяс заводом изготовителем и указывается на шкале прибора или в его паспорте. Класс точности-обощенная хар-ка прибора,ограничивающая систематич и случайные погрешности.(1;1,5;2;2,5;3;4)10 n .n-ук-тель степени,единица илиотриц число..Чем не выше цифра класса точности,тем ниже точность измерения(ртутный термометр показвает темп 21,5 а показание образцового термометра-21,9. = ∆абс /Аизм *100%-относительная погрешность.К=∆абс /N*100%-приведенная погрешность.

3.Автоматич контроль (АК)-задачей является измерение параметров техпроцесса и отображение инфы о текущем значении параметра показывающими и регистрирующими приборами.При автоматич контроле средства автоматизации не вмешиваются в управление техпроцессом даже при создании аварийной ситуации..АК может быть местным и дистанционным.При местном АК датчики и первич. Преобразователи устанавливаются непосредственно на тех.оборудовании.Показывающин приборы могут находиться на оборудовании а регистрирующие на местных щитах кот размещены на раб.месте ОТП. Дистанционный контроль упрощает управлениетехпроцессом.На раб.месте ОТП на щите расположены средства ДУ регулирующими органами(GLE-c этой панели оператор может изменить положение регулирующего органа и по прибору на этой панели контролировать насколько % открылся/закрылся регулирующий орган а по вторичному прибору наблюдать как изменилось значение контролируемого параметра. Автоматич сигнализация- предназначена для сигнализации отклонений значений параметра от заданного значения.Бывает световая и звуковая.Световая(выполняется пневматич или электрич лампами) Звуковая(электрич звонками,сиренами и ревунами).Сигнализация может быть технологич и аварийной.Технологич-предупреждает ОТП что параметр отклонился от нормы.Аварийная-техпроцесс приближается к аварийному состоянию.Используют сирены и ревуны.

4.Автоматич регулирование.САР предназначена для содержания регулируемого параметра на заданном уровне с заданной точностью длительное время.САР работает по след алгоритму:ПП получает онформацию о текущем значении регулируемого параметра и преобразует в унифиц сигнал.Тот поступает на ВП для отображения информации и на АР.АР сравнивает полученную инфу с заданием определяет величину и знак рассогласования и в соответствии с выбранным законом регулирования управляющее воздействие поступает на регулирующий орган кот изменяет энергетичи или технологич потоки и возвращает регулируемую величину к заданному значению.ОТП непосредственно не участчует в упралении а только наблюдает за ходом техпроцесса и при необходимости изменяет задание на АР

Обработка результатов прямых и косвенных измерений с использованием ГОСТ 8.207-76. Оценка среднего квадратического отклонения, определение абсолютной погрешности и анормальных результатов измерений. Электромагнитный логометр, его достоинства и недостатки.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.01.2015
Размер файла 938,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Измерения играют важную роль в жизни человека. С измерениями он встречается на каждом шагу своей деятельности. Потребность в измерениях возникла еще в древние времена, поскольку человеку в повседневной жизни приходилось измерять различные величины: расстояния, площадь земельных участков, размеры и массы предметов, время и т. д. Дальнейшее развитие человеческого общества - развитие торговли, появление промышленности, развитие наук требовали создания специальных технических средств - средств измерений различных величин.

С изучением электричества возникла потребность в электрических средствах измерения. Стали создаваться первые электроизмерительные приборы, такие как: электрометр, гальванометр.

Дальнейшее развитие науки привело к усовершенствованию электрических средств измерений и электроизмерительных приборов.

На данном этапе развития науки электрические средства измерений передают измерительную информацию с помощью электрического сигнала. И все измерения физических величин выполняют с помощью электрических средств измерения.

1. Обработка результатов прямых измерений

Произвести обработку результатов прямых измерений первой и второй физической величины с использованием ГОСТ 8.207-76 и представить результат измерений согласно ГОСТ 8.011-72. При обработке результатов прямых измерений номер и размерность обрабатываемых физических величин определяется видом математической зависимости:

Первая физическая величина 220; 210; 280; 223; 218.

Вторая физическая величина 10; 9; 11; 19; 9.

Класс точности первого прибора 1

Класс точности второго прибора 1

Обработка первой физической величины

В соответствии с вариантом №1 первой физической величиной является напряжение U,В

В качестве результата измерения принимаем среднее арифметическое результатов наблюдений U1, U2. Un.

Вычисляем случайные отклонения результатов наблюдений

Результаты измерений заносим в Таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Результаты измерений

Для оценки правильности вычисления случайных отклонений, проверяем, близка ли к нулю их алгебраическая сумма.

Определяем оценку среднего квадратического отклонения результатов наблюдений

Для оценки принадлежности Umin и Umax к данной нормальной совокупности и принятия решения об исключении либо нет Umin (Umax) в составе выборки, найдем отношение:

в=1,6 (при n=5, б=0,1- по таблице С2 [2])

Так как , то результат наблюдения анормален и должен быть исключен из результатов измерений. Исключаем анормальный результат и повторяем обработку результатов измерений, начиная с пункта .

В качестве результата измерения принимаем среднее арифметическое результатов наблюдений U1, U2. Un.

Вычисляем случайные отклонения результатов наблюдений

Результаты измерений заносим в Таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Результаты измерений

Определяем оценку среднего квадратического отклонения результатов наблюдений

Для оценки принадлежности Umin и Umax к данной нормальной совокупности и принятия решения об исключении или оставлении Umin(Umax) в составе выборки найдем отношение:

в=1,42 (при n=4, б=0,1- по таблице С2 [2])

Так как и , то результат наблюдений нормален.

0 Находим оценку среднего квадратического отклонения результата измерений

1 Задаем доверительные границы случайной погрешности результата измерений

где t- коэффициент Стьюдента

(при -доверительная вероятность - по таблице С3 [2])

2 Определяем абсолютную погрешность

где г=1 - класс точности прибора

3 Так как , то погрешностью средства измерения по сравнению со случайными погрешностями пренебрегаем и принимаем, что граница результата

4 Запись результата производим по ГОСТ 8.011-72 при систематической доверительной погрешности результатов измерений ±, с вероятностью Р(t).

с вероятностью р(t) = 0,9

2. Обработка второй физической величины

В соответствии с вариантом второй физической величиной является сила тока I,A.

В качестве результата измерения принимаем среднее арифметическое результатов наблюдений I1, I2. In.

Вычисляем случайные отклонения результатов наблюдений

Результаты измерений заносим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты измерений

Определяем оценку среднего квадратического отклонения результатов наблюдений

Проверяем результат наблюдения, для этого определяем Xmin, Xmax

в=1,6 (при n=5, б=0,1- по таблице С2 [2])

Так как , то результат наблюдения анормален и должен быть исключен из результатов измерений. Исключаем анормальный результат и повторяем обработку результатов измерений, начиная с пункта .

В качестве результата измерения принимаем среднее арифметическое результатов наблюдений I1, I2. In.

Вычисляем случайные отклонения результатов наблюдений

Таблица 2.2 - Результаты измерений

Определяем оценку среднего квадратического отклонения результатов наблюдений

Проверяем результат наблюдения, для этого определяем Xmin, Xmax

в=1,42 (при n=4, б=0,1- по таблице С2 [2])

Так как и , то результат наблюдений нормален.

Находим оценку среднего квадратического отклонения результата измерений

0 Задаем доверительные границы случайной погрешности результата измерений

где t- коэффициент Стьюдента

(при -доверительная вероятность - по таблице С3 [2])

1 Определяем абсолютную погрешность

где г=1 - класс точности прибора

2 Так как , то погрешностью средства измерения по сравнению со случайными погрешностями пренебрегают и принимают, что граница результата =д=

3 Запись результата производим по ГОСТ 8.011-72 при систематической доверительной погрешности результатов измерений ±, с вероятностью Р(t).

с вероятностью Р(t) = 0,9

Обработка результатов косвенных измерений

Используя результаты обработки прямых измерений первой и второй физической величины, а также приведенные математические зависимости, произвести по ним обработку результатов косвенных измерений в соответствии с вариантом задания.

с вероятностью Р(t) = 0,9

с вероятностью Р(t) = 0,9

Результат косвенных измерений будем искать в виде:

Таким образом с вероятностью Р(t) = 0,9

3. Характеристика электромагнитного логометра

Вращающий момент в электромагнитных измерительных механизмах возникает в результате взаимодействия магнитного поля катушки, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, обычно составляющими подвижную часть механизма.

Рис. 3.1 - Измерительный механизм электромагнитного логометра

Устройство измерительного механизма электромагнитного логометра с катушками А и Б представлено на рис. 3.1. Сердечники на оси укреплены так, что при повороте подвижной части в некоторых пределах индуктивность одной катушки увеличивается, а другой -- уменьшается, вследствие чего вращающие моменты направлены в противоположные стороны. Взаимным влиянием одной катушки на другую пренебрегаем. Для статического равновесия можем написать:

Решая это уравнение относительно , получим: (3.2)

Электромагнитные измерительные механизмы используются в настоящее время в амперметрах, вольтметрах, в фазометрах и частотомерах.

Главными достоинствами электромагнитных приборов являются: простота конструкции и, как следствие, дешевизна и надежность в работе; способность выдерживать большие перегрузки, что объясняется отсутствием токоподводов к подвижной части; возможность применения для измерений в цепях постоянного и переменного тока (отдельных приборов до частоты примерно 10000 Гц).

К недостаткам приборов относятся относительно малые точность и чувствительность.

4. Подробное решение задач с использованием измерительных схем включения

Имеется многопредельный амперметр. При коэффициенте шунтирования n = 100 амперметр имеет предел измерения 2,5 А, а падение напряжения на его зажимах при токе полного отклонения Uном = 75мВ. Определите сопротивления шунтов и пределы измерения прибора при следующих коэффициентах шунтирования: 200, 300, 1000, 2000, 3000, 4000 и 5000. Приведите измерительную схему.

Схема измерения имеет вид:

Рисунок 4.1 - расширение пределов измерения амперметра при помощи шунта

Определим сопротивление амперметра:

Найдем сопротивление шунта:

где - сопротивление шунта.

Определим сопротивления шунта при коэффициентах шунтирования 200, 300, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000:

Определим пределы измерения амперметра при коэффициентах шунтирования 200, 300, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000:

Составим пропорцию: 100 - 2,5А

200 - х , где х - искомый предел измерения.

Итак, пределы измерений амперметра таковы:

Определите номинальную Сном и действительную С постоянные счетчика электрической энергии, его относительную погрешность и поправочный коэффициент, если паспортные данные счетчика: 220 В, 5 А, 50 Гц, 1 кВт * ч -- 1280 оборотов диска. Счетчик поверен и при напряжении 220 В и токе 5 А сделал 150 оборотов за 6 мин.

Найдем номинальную постоянную счетчика:

N - передаточное число диска.

Найдем действительную постоянную счетчика:

t - время, за которое счетчик сделал 150 оборотов, [c];

Р - потребляемая мощность;

n - число оборотов за 360 с.

Относительная погрешность счетчика равна:

Зная действительную и номинальную Сном постоянные счетчика, определим поправочный коэффициент :

Определите наибольшую возможную относительную погрешность при измерении сопротивления с помощью метода вольтметра - амперметра, если приборы показывают 25 В и 12,5 А. Вольтметр на номинальное напряжение 30 В класса точности 2,5 с (внутреннее сопротивление 2,5 кОМ), амперметр на номинальный ток 15 А класса точности 1,5 (внутреннее сопротивление 0,2 Ом). Приведите измерительную схему.

Приведем измерительную схему:

Рисунок 4.3 - Схемы измерения сопротивления методом амперметра-вольтметра для малых (а) и больших (б) значений

Найдем величину измеряемого сопротивления по схеме а):

Рассчитаем абсолютную и относительную погрешности метода измерения по схеме а):

где - абсолютная погрешность измерения, - относительная погрешность измерения.

Найдем величину измеряемого сопротивления по схеме б):

Рассчитаем абсолютную и относительную погрешности метода измерения по схеме б):

Сравнив значения погрешностей измерений по схеме а) и б), можно сделать вывод о том, что необходимо использовать схему для измерения малых сопротивлений.

Рассчитаем значения абсолютных погрешностей приборов:

Относительная погрешность измерения:

5. Подробное решение задачи на расширение пределов измерения

Расширить пределы измерения следующих приборов и привести измерительную схему с оценкой погрешностей измерения. В вариантах заданий с измерительными трансформаторами тока и напряжения рассмотреть и привести схему замещения, векторную диаграмму и аварийные режимы их работы, а также охарактеризуйте источники погрешностей и способы их снижения. Варианты заданий предусматривают расширение пределов измерения по:

схеме 1 - амперметра с использованием измерительного шунта и измерительного трансформатора тока;

схеме 2 - вольтметра с использованием добавочного резистора, резистивного делителя напряжения, и измерительного трансформатора напряжения;

схеме 3 - вольтметра с использованием емкостного делителя напряжения (f=50Гц).

Расширение пределов амперметра с использованием шунта:

Измерительная схема приведена на рис. 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема расширения пределов измерения амперметра с использованием измерительного шунта

Рассчитаем сопротивление шунта:

Расширение пределов измерения амперметра с использованием трансформатора тока(ИТТ)

Рисунок 5.2. - Схема расширения пределов измерения амперметра с использованием ИТТ

Определяем коэффициент трансформации ИТТ:

Определяем количество витков в обмотках:

Принимаем число витков в первичной обмотке W1=10, тогда число витков во вторичной обмотке составит:

Построение векторной диаграммы:

На рисунке 5.3 приведена векторная диаграмма трансформатора тока, построение которой начато с вектора магнитодвижущей силы (м.д.с.) вторичной обмотки I1w2. Вектор напряжения U2 получен как сумма векторов падения напряжения I2R и I2X - на активном R и реактивном X сопротивлениях нагрузки при токе I2 во вторичной цепи трансформатора.

Электродвижущая сила Е2, наводимая во вторичной обмотке потоком Фо сердечника, получена в результате сложения вектора U2, с векторами I2R2 и I2X2 падений напряжения на активном R2 и реактивном Х2 сопротивлениях вторичной обмотки.

Вектор м.д.с. I2w2 сдвинут по фазе относительно вектора м.д.с I1w1 почти на , то есть м.д.с. I2w2 оказывает размагничивающее действие. Вследствие этого магнитный поток Фо в сердечнике создается результирующей м.д.с. I0w1, называемой полной намагничивающей силой трансформатора.

М.д.с. I0w1 состоит из реактивной составляющей Iмw1, непосредственно создающей поток Фо и совпадающий с ним по фазе, и активной составляющей Iaw1, опережающей Фо на , определяемой потерями на гистерезис и вихревые токи в сердечнике.

Вектор м.д.с. I1w1 получен сложением вектора м.д.с. I0w1 с повернутым на вектором м.д.с. - I2w2, то есть

При номинальном режиме работы трансформатора тока м.д.с. I0w1 обычно составляет не более 1% от м.д.с. I1w1 (или I2w2).

Рисунок 5.3 - векторная диаграмма трансформатора тока

Рассмотрим принцип действия измерительного трансформатора тока (ИТТ). Измерительные трансформаторы состоят из двух изолированных друг от друга обмоток: первичной с числом витков W1 и вторичной W2 , помещенных на ферромагнитный сердечник. В трансформаторах тока, как правило, первичный ток I1 больше вторичного I2, поэтому у них W1

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1.Методы измерения:прямые и косвенные.Прямые-когда измеряется непосредственно сама измеряемая величина.(измерение темп ртутным термометром)Косвенное-когда измеряется не сама изм.вел. а величины функционально связанные с нею.(измеряют U и R а затем рассчитывают I) По принципу методы измерения делят на: 1Метод непосредственной оценки(измерение длины метром).2Метод сравнения с мерой(измерение массы груза с помощью образцовых гирь)Мера-тех.средство высокой точности измерения. 3Дифференциальный метод-при этом методе измеряется не сама изм.вел Rx а ее отклонение от заданной величины R0.Для измерения используется специальная мостовая схема кот состоит из 4плеч: Rx,, R0, R1, R2. В схеме всегда R1=R2.Балластные сопротивления для повышения точности измерения: СД-диаганаль питания, АВ-измерительная диаганаль.Измерит схема находится в равновесии т.е потенциалы точек АиВ равны(φА= φВ)Если выполняется условие RxR2=R0R1если Rx=R0 схема находится в равновесии.Если Rx отличается от R0 то потенциал т.А отличается от потенциала т.В разность потенциалов= ∆φ= φА-φВ(измеряется прибором).R0 может состоять из нескольких последовательно включенных сопротивлений разной величины.Такое устройство наз магазином сопротивлений. 4Нулевой метод-при этом методе в качестве изм.прибора используется гальванометр,кот определяет разность потенциалов в изм.диаганале.Если измеряемой сопротивление Rx отличается от R0 то появляется разность потенциалов и перемещая ползунок R0 добиваются чтобы гальванометр показывал 0.по положению ползунка и шкале определяют значение Rx.5Компенсационные метод (является разновидностью нулевого и еще наз методом силовой компенсации)Разность потенциалов усиливается электронным усилителем и постоупает на реверсивный электродвигатель кот начинает перемещать ползунок R0 и стрелку ук-теля до тех пор пока не сравняются потенциалы точек АиВ.

2.Погрешность измерения делится на Абсалютную,Относительную, Приведенную.1.Абсалютная погрешность-разность между значениями измеряемой величины и ее действит.значением.За дествит.значение принимается показания образцового прибора. ∆абс=±(Аизм-Адейст).2Приведенная-отношениеабсалютной погрешности к нормированному значению,выражается в %. ∆прив= ∆абс/N*100.3.Относительная-отношение абсолютной погрешности к измеренной величине,выражается в %.Погрешности могут систематич(обусловлена конструкцией прибора и не зависит от внешних факторов)случайная(зависит от условий измерения,изменение параметров окр.среды,питания)промах(вызвана неправильными действиями оператора)Допустимые погрешности ограничиваются классом точности прибора.Он определяетяс заводом изготовителем и указывается на шкале прибора или в его паспорте. Класс точности-обощенная хар-ка прибора,ограничивающая систематич и случайные погрешности.(1;1,5;2;2,5;3;4)10n.n-ук-тель степени,единица илиотриц число..Чем не выше цифра класса точности,тем ниже точность измерения(ртутный термометр показвает темп 21,5 а показание образцового термометра-21,9.= ∆абс/Аизм*100%-относительная погрешность.К=∆абс/N*100%-приведенная погрешность.

3.Автоматич контроль(АК)-задачей является измерение параметров техпроцесса и отображение инфы о текущем значении параметра показывающими и регистрирующими приборами.При автоматич контроле средства

Похожие работы

2014-2022 © "РефератКо"
электронная библиотека студента.
Банк рефератов, все рефераты скачать бесплатно и без регистрации.

"РефератКо" - электронная библиотека учебных, творческих и аналитических работ, банк рефератов. Огромная база из более 766 000 рефератов. Кроме рефератов есть ещё много дипломов, курсовых работ, лекций, методичек, резюме, сочинений, учебников и много других учебных и научных работ. На сайте не нужна регистрация или плата за доступ. Всё содержимое библиотеки полностью доступно для скачивания анонимному пользователю

Гост

ГОСТ

Измерение представляет собой комплекс определенных действий с целью выявления соотношения одной однородной величины, которая измеряется, к другой, хранящейся в средстве измерений. Полученное в итоге значение и есть числовое значение измеряемой физической величины.

Понятие измерения в физике

Процесс измерения показателя физической величины на практике осуществляется посредством задействования разнообразных измерительных средств и специальных приборов, установок и систем.

Измерение физической величины включает в себя два базовых этапа:

  • сравнение величины, которая измеряется с единицей;
  • разные способы индикации для преобразования в комфортную форму.

Принцип измерений считается физическим явлением (эффектом), положенным в основу измерения. Метод измерений является одним приемом или комплексом определенных измерительных действий, осуществляемых в соответствии с реализованными принципами измерений.

Характеризует точность измерения полученная погрешность. В более упрощенном формате, путем прикладывания линейки с делениями к определенной детали, в сущности, производится сравнение ее размера с единицей на линейке и после выполнения соответствующих расчетов получается значение величины (толщины, длины, высоты и прочих параметров измеряемой детали).

В случаях невозможности произведения измерительных действий, на практике происходит оценка таких величин с опорой на условные шкалы (например, шкалы Мооса и Рихтера, характеризующие твердость металлов и землетрясения).

Важность существования и классификация измерений в физике

Наука, отвечающая за исследование всех аспектов измерений, называется метрологией.

Измерения в физике занимают существенную позицию, поскольку позволяют сравнивать результаты теоретического и экспериментального исследований. Все измерения классифицируются определенным образом:

Готовые работы на аналогичную тему

  • соответственно видам измерений (косвенные, прямые, совокупные (когда производится комплексное измерение нескольких одноименных величин, где искомое значение определяется путем решения системы соответствующих уравнений при различных сочетаниях величин), совместные (с целью определения взаимосвязи между несколькими неодноименными величинами);
  • согласно методам измерений (непосредственная оценка (значение величины устанавливается путем расчетов исключительно по показывающему средству измерений), сравнение с мерой, измерение замещением (где измеряемая величина замещается мерой с уже известным значением величины), нулевой, дифференциальный (выполняется сравнение измеряемой величины с однородной величиной с уже известным значением, несущественно отличающимся от нее, и где устанавливается разность между данными двумя величинами), измерение дополнением);
  • по назначению (метрологические и технические);
  • по точности (детерминированные и случайные);
  • согласно отношению к изменениям измеряемой величины (динамические и статические);
  • исходя из количественного показателя измерений (многократные и однократные);
  • по конечным показателям измерений (относительное (характеризуется измерением отношения физической величины к выступающей в роли единицы одноименной (исходной) величине, и абсолютное (опирается на прямые измерения одной либо нескольких ключевых величин и применении значений физических постоянных величин (констант).

Понятие прямых и косвенных измерений в физике

Полученные, согласно результатам измерений, значения разных величин могут в действительности оказаться зависимыми друг от друга. В физике устанавливается связь между подобными величинами и выражается в формате определенных формул, демонстрирующих процесс нахождения числовых значений одних величин по аналогичным значениям других.

Согласно классификационному признаку, измерения могут подразделяться на прямые и косвенные, что выступает непосредственной характеристикой их вида.

Прямым измерением считается измерение, согласно которому, искомые значения физических величин получаются непосредственным образом. В случае проведения прямых измерений, в измерительных целях привлекаются специализированные приборы, отвечающие за изменение самой исследуемой величины. Так, массу тел, например, можно узнать, используя показатель на весах, длина узнается за счет измерения линейкой, а время засекается с помощью секундомера.

Косвенное измерение считается в физике установлением искомого значения величины на основании полученных при измерении результатов прямого измерения остальных физических величин, взаимосвязанных функциональным образом с исходной величиной.

Те же величины в иных случаях могут находиться исключительно благодаря косвенным измерениям – пересчету остальных важных величин, чьи значения были получены в процессе прямых измерений.

Так физики вычисляют расстояние от нашей планеты до Солнца, массу Земли или, например, продолжительность геологических периодов. Измерение плотности тел, согласно показателям их объемов и массы, скорости поездов (по величине пройденного за известное время пути), также нужно отнести к косвенному измерению.

Поскольку физика не является точной наукой, подобно математике, абсолютная точность ей не присуща. Так, в рамках физических экспериментов любой вид измерения (как косвенный, так и прямой) может давать не точное, а лишь приблизительное значение измеряемой физической величины.

При измерении, например, длины полученный результат будет зависимым от точности выбранного прибора (к примеру, штангенциркуль позволяет осуществлять измерения с точностью до 0,1 мм, а линейка - только до 1 мм); от качества внешних условий, таких как температура, влажность, склонность к деформационным состояниям и пр.

Следовательно, результаты косвенных измерений, вычисляемые по приближенным результатам, получившимся при прямых измерениях, также окажутся приблизительными. По этой причине, параллельно с результатом, всегда требуется указание его точности, называемой абсолютной погрешностью результатов.

Читайте также: