- •Измерение физических величин
- •Часть 1
- •Введение
- •Глава 1. Виды и методы измерений физической величины
- •1.1. Виды измерений физических величин
- •1.1.1. Прямые измерения физических величин
- •1.1.2. Косвенные измерения физических величин
- •1.1.3. Совокупные измерения физических величин
- •1.2. Методы измерения физических величин
- •1.2.1. Методы непосредственной оценки
- •1.2.2. Методы сравнения
- •1.3. Погрешности измерения физической величины
- •1.3.1. Виды погрешностей измерения физических величин
- •1.3.1.1. Классификация погрешностей по закономерности проявления
- •1.3.1.2. Классификация погрешностей по форме выражения
- •1.3.2. Оценка погрешности измерения физическойвеличины
- •1.3.2.1. Оценка величины систематической погрешности
- •1.3.2.2. Оценка величины случайной погрешности
- •Оценка истинного значения измеряемой величины
- •1.3.2.3. Учет систематической и случайной ошибок
- •1.3.2.4. Правила округления погрешности и результата измерения
- •Целая часть числа абсолютной погрешности равна нулю
- •1.3.3. Ошибки прямых измерений
- •1.3.4. Ошибки косвенных измерений
- •1.3.4.1. Ошибку измерения определяют погрешности измерительных приборов
- •1.3.4.2. Ошибку измерения определяют случайные ошибки
- •1.4. Минимизация погрешности измерения физической величины
- •1.4.1. О точности вычислений
- •1.4.2. Погрешность определения погрешности
- •1.4.3. Необходимое число измерений
- •Приложение 1.1.
- •Приложение 1.2.
- •Приложение 1.3.
- •Лабораторная работа №4
- •Часть 1. Метод взвешивания:
- •Часть 2. Метод подсчета площади:
- •Глава 2. Средства электрических измерений
- •2.1. Классификация средств электрических измерений
- •2.1.1. Меры
- •2.1.2. Измерительные преобразователи
- •Основные свойства измерительных преобразователей
- •2.1.3. Электроизмерительные приборы
- •1.1.3.1. Способы классификации электроизмерительных приборов
- •2.1.3.2. Характеристики электроизмерительных приборов
- •2.1.4. Электроизмерительные установки
- •2.1.5. Измерительные информационные системы
- •2.2. Способы выражения и нормирования пределов допускаемых погрешностей
- •Основные погрешности средств измерений[1,2,5,6]
- •2.3. Классы точности средств измерений
- •2.3.1. Классы точности
- •2.3.2. Обозначение классов точности средств измерений в документации
- •2.3.3. Обозначение классов точности на средствах измерений
- •Приложение 2.1.
- •Приложение 2.2.
- •Прибор имеет шкалу 50 200 в. Класс точности на корпусе прибора обозначается одним числом.
- •Приложение 2.3.
- •3. Образцовые средства измерений
- •Приложение 2.4.
- •Использованная литература
- •Глава 1. Виды и методы измерений физической величины 4
- •Глава 2. Средства электрических измерений 85
Приложение 1.1.
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Y – измеряемая физическая величина;
Х – измеренное значение физической величины;
Хи – истинное значение физической величины;
Хд – действительное значение измеренной величины;
Хср или – среднее значение измеренной физической величины;
Хi – результат отдельного измерения физической величины;
- абсолютная погрешность измерения физической величины;
Х – абсолютная погрешность отдельного измерения физической величины;
- относительная погрешность измерения физической величины;
(на практике ) - коэффициент вариации;
- средняя квадратичная или стандартная погрешность;
- истинное значение средней квадратичной погрешности;
- дисперсия измерений;
- средняя квадратичная погрешность среднего арифметического изn измерений;
- средняя квадратичная ошибка среднего арифметического;
- средняя арифметическая ошибка;
- истинное значение средней арифметической ошибки;
, на практике .
Приложение 1.2.
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
В чём заключается задача физических измерений?
Какие виды измерений Вы знаете? Дать определение, охарактеризовать и привести примеры.
Какие методы измерений Вы знаете? Дать определение, охарактеризовать и привести примеры.
По каким признакам классифицируют погрешности измерений? Привести примеры.
Дать определение абсолютной и относительной погрешности измерения?
Дать определение и охарактеризовать абсолютную погрешность измерения и ее систематическую и случайную составляющие?
Дать определение и охарактеризовать промахи как особый вид погрешностей измерения. Их проявление и способы устранения. Привести примеры.
Как оценить систематическую погрешность измерения? Описать Ваши действия.
Дать определение среднего арифметического значения измеряемой физической величины?
Дать определения средней квадратичной ошибки и ее истинного значения.
Дать определение стандартной ошибки или стандарта измерения.
Дать определение средней арифметической ошибки и ее истинного значения.
Как оценить величину случайной погрешности? Указать связь ее со средней квадратичной ошибкой?
Чему равна вероятность обнаружения истинного значение измеряемой величины в интервале от Хср - до Хср + ?
Если в качестве оценки для случайной погрешности выбрать величину 2 или 3, то с какой вероятностью истинное значение будет попадать в определённые этими оценками интервалы?
Как суммировать погрешности и когда это нужно делать?
Как округлить абсолютную погрешность и среднее значение результата измерения?
Какие способы существуют для оценки погрешностей при косвенных измерениях?
Описать свои действия при определении погрешности косвенных измерений, если случайная ее составляющая пренебрежимо мала.
Описать свои действия при определении погрешности косвенных измерений, если ее определяет случайная составляющая.
Как записывается конечный результат измерений и какие величины необходимо указать в случае п.п. 16 и 17?
22. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () погрешности определения длины окружности , если известны значенияR = (100,002,55) мм и = 3,140,005.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
23. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения параметра квадратичности петли гистерезиса МТМ еслиВk = (9,000,23) кГс, а Нk = (8,000,25) кЭ.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
24. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения теоретического предела максимального энергетического произведения =, если остаточная индукция постоянного магнитаВr = (11,000,35) кГс.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,95.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
25. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную ошибки () определения намагниченности Y = 4I = 4 если удельная намагниченность исследуемого образца = (120,03,5), = (7,80,2), = 3,140,005.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
26. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения индукции исследуемого образца В = 4I + H если 4I = (12,50,3) кГс, а Н = (50,1) кЭ.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
27. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения амплитудной магнитной проницаемости еслиВ = (12,000,35)103 Гс и Н = (8,02,0) Э.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
28. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения максимальной амплитудной проницаемости , где угол - угол между осью поля (Х) и касательной к кривой намагничивания в области перехода ее области насыщения, если = (89,40,5).
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
29. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения начальной амплитудной проницаемости , где угол - угол между осью поля (Х) и касательной к начальному участку кривой намагничивания (при ), если = (5,500,25).
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
30. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения площади окружности , еслиRокр = (12,000,35) м, а = 3,140,005.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
31. Два тела движутся навстречу друг другу со скоростями V1 = (90,05,5) иV2 = (150,012,5) . Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () погрешности определения относительной скорости тел Vотн= V1 + V2.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
32. Два тела движутся в одном направлении со скоростями V1 = (100,07,0) иV2 = (160,010,5) . Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () погрешности определения относительной скорости тел Vотн= V1 V2.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения округления погрешностей измерения физических величин.
33. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения объема куба , если а = (150,001,25) см.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
34. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения плотности тела (гдеm – масса тела, а V – его объем), если m = (120,521,25) г, V = (2,500,25) см3.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,95.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
35. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения объема цилиндра , если D = (150,05,5)мм, h = (250,04,5)мм, = (3,140,005).
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
36. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения скорости перемещения тела , еслиS = (120,52,5) км и t = (1,550,25) часа.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила сложения и округления погрешностей измерения физических величин.
37. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () ошибки определения объема шара , еслиR = (12,250,35) см.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
38. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () определения объема куба , еслиа = (150,51,5) см, b = (150,01,5) см, c = (150,00,9) см.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
39. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () погрешность определения ускорения тела ,если известны значения S = (110,01,5) м и t = (10,50,5) сек.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
40. Рассчитать абсолютную ( или S) и относительную () погрешность определения максимального энергетического произведения (ВН)max=, если известны значенияBr = (11,550,28) кГс и НсВ = (11,000,28) кЭ.
Рассмотреть и сравнить два случая: ошибка измерения определяется систематическими погрешностями, ошибка измерения определяется случайными погрешностями, причем доверительная вероятность в этом случае не хуже 0,68.
Результат записать, используя правила округления погрешностей измерения физических величин.
41. Рассчитать абсолютную и относительную ошибки определения потерь холостого хода в ярме трансформатора (гдеЕ1 - ЭДС в первичной обмотке трансформатора, I0 - ток холостого хода трансформатора), если Е1 = (120±1) В, I0 = (1,0±0,05) А, а j0 = (10±1)°.
Иметь в виду, что ошибка измерения независимых переменных определяется систематическими погрешностями.