Меню

Как находить абсолютную погрешность измерения сопротивления



Погрешности измерений

Общие сведения об измерениях. Погрешности измерений и средств измерений

Общие сведения об измерениях

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы классифицируются по различным признакам. Например, измерительные приборы можно построить на основе аналоговой схемотехники или цифровой. Соответственно их делят на аналоговые и цифровые. Ряд приборов, выпускаемых промышленностью, допускают только отсчитывание показаний. Эти приборы называются показывающими. Измерительные приборы, в которых предусмотрена регистрация показаний, носят название регистрирующих.

Погрешности измерений

Погрешность является одной из основных характеристик средств измерений.

Под погрешностью электроизмерительных приборов, измерительных преобразователей и измерительных систем понимается отклонение их выходного сигнала от истинного значения входного сигнала.

Абсолютная погрешность Δa прибора есть разность между показанием прибора ах и истинным значением а измеряемой величины, т.е.

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой.

Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность, обычно выражаемая в процентах, равна

Приведенная погрешность γП есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности Δa к нормирующему значению апр

Нормирующее значение – условно принятое значение, могущее быть равным конечному значению диапазона измерений (предельному значению шкалы прибора).

Погрешности средств измерений

Класс точности прибора указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.

Класс точности прибора (например, амперметра) дается выражением

При установлении классов точности приборов нормируется приведенная погрешность, а не относительная. Причина этого заключается в том, что относительная погрешность по мере уменьшения значений измеряемой величины увеличивается.

По ГОСТ 8.401-80 в качестве значений класса точности прибора используется отвлеченное положительное число из ряда:

В интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности числа:

Читайте также:  Как измерить 210 грамм муки

(α = 0) 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6;

(α = 1) 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.

Т.е. четырнадцать чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.

Необходимо отметить, классы точности от 6,0 и выше считаются очень низкими.

Примеры решения задач

Задача №1

Определить для вольтметра с пределом измерения 30 В класса точности 0,5 относительную погрешность для точек 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В и наибольшую абсолютную погрешность прибора.

Решение

  1. Класс точности указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,5. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.

Приведенная погрешность (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению)

постоянна и равна классу точности прибора.

Относительная погрешность однократного измерения (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины)

уменьшается к значению класса точности прибора с ростом измеренного значения к предельному значению шкалы прибора.

Абсолютная погрешность однократного измерения

постоянна на всех отметках рабочей части шкалы прибора.

По условию задачи: Uизм = Ui = 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В – измеренное значение электрической величины; Uпр = 30 В – предел шкалы вольтметра.

Наибольшая абсолютная погрешность вольтметра

Источник

Определение относительных погрешностей измерения сопротивления в цепи постоянного тока с помощью амперметра и вольтметра при подключении их двумя возможными способами. Определение параметров периодического сигнала поступающего после однополупериодного выпрямителя

Страницы работы

Содержание работы

Для определения мощности в цепи постоянного тока были измерены напряжение сети U вольтметром класса точности NB с пределом измерений Um, ток I амперметром класса точности Na с пределом измерений Im. Определить мощность, потребляемую приёмником, а также относительную и абсолютную погрешности её определения.

Дано:

Найти:

1) Найдем мощность, потребляемую приемником

2) Класс точности определяет приведенную погрешность

3) Найдем абсолютную погрешность измерения тока и напряжения

,

.

4) Найдем абсолютную погрешность измерения мощности при косвенном измерении

5) Найдем относительную погрешность измерения мощности

6) Доверительный интервал результата измерения с вероятностью .

Проведено пять независимых наблюдений одного и того же напряжения U. Найти результат измерения и доверительную вероятность того, что абсолютная погрешность измерения не превышает по модулю DU. Систематической погрешностью можно пренебречь.

Читайте также:  Программное обеспечение обработки данных при измерениях

Дано:

Найти:

1) Определим среднее арифметическое результатов измерения

2) Определяем среднее квадратичное результатов измерения

3) Для определения интервала и вероятности пользуются распределением Стьюдента, где доверительный интервал равняется , где

— коэффициент Стьюдента,

— среднее квадратичное отклонение результата измерения.

4) Находим доверительный интервал

5) Результат измерения

Обмотка магнитоэлектрического измерительного механизма имеет сопротивление RO и рассчитана на предельный длительный ток IO, при котором подвижная часть получает наибольшее отклонение. Каким образом на базе указанного измерительного механизма сделать амперметр с пределом измерений Im и вольтметр с пределом измерений Um?

Дано:

Найти: ,

1) Расчет измерительной цепи амперметра

1.1 Определяем коэффициент расширения пределов измерения по току

1.2 Определяем сопротивление шунта

1.3 Схема измерительной цепи

2) Расчет цепи вольтметра

2.1 Определяем коэффициент расширения пределов измерения по напряжению

2.2 Определяем добавочное сопротивление

2.3 Схема включения


Задача 4

Определить цену деления измерительных приборов:

1) амперметра, имеющего на шкале na делений и предел измерения Im;

2)вольтметра, имеющего nв делений шкалы и предел измерения Um;

3) ваттметра, имеющего nВТ делений шкалы и пределы измерений по току Im ВТ и напряжению Um ВТ.

Дано:

Найти:

1) Цена деления амперметра

2) Цена деления вольтметра

3) Цена деления ваттметра

У вольтметра и амперметра с пределами измерений Um и Im, включенных соответственно через измерительные трансформаторы напряжения 6000/100 и тока 600/5, отчёт по шкале составил U2 и I2. Определить напряжение и ток в сети, а также предел допускаемой абсолютной и относительной погрешностей измерения, если известны класс точности приборов Na и Nв и измерительных трансформаторов Nтн и Nтт. Привести схему измерения.

Дано:

Найти:

1) Определим коэффициенты трансформации трансформатора напряжения и тока

2) Определим ток и напряжение в сети

3) Определим абсолютные погрешности амперметра и вольтметра

4) Определяем абсолютные погрешности коэффициентов трансформации трансформатора тока и напряжения

5) Результирующие абсолютные погрешности измерения тока и напряжения равны

6) Относительные погрешности измерения тока и напряжения

Определить относительные погрешности измерения сопротивления Rx в цепи постоянного тока с помощью амперметра и вольтметра при подключении их двумя возможными способами. Сопротивление амперметра – Ra, вольтметра – Rв. Сделать вывод о целесообразности использования той или иной схемы.

Дано:

Найти: .

Источник

Как находить абсолютную погрешность измерения сопротивления

Чтобы найти погрешность косвенных измерений, надо воспользоваться формулами, приведенными в таблице. Эти формулы могут быть выведены «методом границ».

Читайте также:  Медицинские приборы для измерения кровяного давления

Сначала надо вспомнить основные понятия теории погрешности.

Абсолютная погрешность физической величины ΔА — это разница между точным значением физической величины и ее приближенным значением и измеряется в тех же единицах, что и сама величина:

Так как мы никогда не знаем точного значения величины А, а лишь определяем из опыта ее приближенное значение, то и величину абсолютной погрешности мы можем определить лишь при­бли­зи­тель­но. Наиболее просто находится максимальная величина абсолютной погрешности, которая и используется нами в лабораторных работах.

Относительная погрешность измерения εА равна:

При косвенных измерениях величину погрешности искомой величины вычисляют по формулам:

В случае, когда искомая величина находится по формуле, в которой в основном присутствуют произведение и частное, удобней находить сначала относительную погрешность. Если при этом один из множителей представляет собой сумму или разность, нужно предварительно найти его абсолютную погрешность (сложением абсолютных погрешностей слагаемых), а затем относительную.

Зная относительную погрешность, найти абсолютную погрешность измерений можно так:

«Правило ничтожных погрешностей»

при суммировании погрешностей любым из слагаемых можно пренебречь, если оно не превосходит ⅓ – ⅟ 4 от другого.

Запись результата с указанием погрешности.

Абсолютная погрешность измерений обычно округляется до 1 значащей цифры, а, если эта цифра 1, то до двух.

Результат записывается в виде:

А = Аизм ± ΔА, например: ℓ = (13 ± 2) мм.

При этом в измеренном значении следует оставлять столько десятичных знаков, сколько их в значении погрешности (последняя цифра погрешности «поправляет» последнюю цифру измеренного значения) . Значение величины и погрешность следует выражать в одних и тех же единицах!

Пример оценки погрешностей косвенных измерений № 1

Пример оценки погрешностей косвенных измерений № 2

Задания для самостоятельного решения

Задание 1. Найдите плотность вещества, из которого сделан куб со стороной 7,00 ± 0,15 см, если его масса 847 ± 2 г. Что это за вещество?

Задание 2. Найдите удельную теплоту сгорания топлива, 2,10 ± 0,15 г которого хватило, чтобы нагреть 400 ± 10 мл воды на 35°С ± 2°С. Что это за топливо?

© Ивашкина Д.А., 2017. Публикация материалов с сайта разрешена только при наличии активной ссылки на главную страницу.

Источник