10

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ і НАУКИ УКРАЇНИ

ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ З ДИСЦИПЛІНИ

«МЕТРОЛОГІЯ ТА СТАНДАРТИЗАЦІЯ»

для студентів спеціальності

6.090500 – Теплоенергетика

денної та заочної форми навчання

Затверджено редакційно-видавничої

секцією науково-методичної ради ДДТУ

17.01.2008р. , протокол № 4

Дніпродзержинськ

2008

Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу Дніпродзержинського державного технічного університету заборонено.

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Метрологія та стандартизація» для студентів спеціальності 6.090500-Теплоенергетика /Укл. Глущенко О.Л., Долгополов І.С. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2008. – 10 с.

Укладач: доцент, к.т.н. Глущенко О.Л., доцент, к.т.н. Долгополов І.С.

Відповідальний за випуск: професор, д.т.н. Яловий М.І.

Рецензент: доцент, к.т.н. Количєв С.В.

Затверджено на засіданні кафедри ПТ

/Протокол № 9 від " 8 " січня 2008р.

Коротка анотація методичних вказівок:

У методичних вказівках наведені завдання для індивідуального виконання на практичних заняттях з дисципліни «Метрологія та стандартизація» для студентів за фахом 6.090500-Теплоенергетика денної та заочної форм навчання.

Індивідуальне завдання складається з двох теоретичних питань (входять до переліку розділів дисципліни, які вивчаються упродовж семестру) і чотирьох задач, які допоможуть закріпити теоретичний матеріал.

Таблиця з вихідними даними представлена у додатку 1.

Дані для розрахунку вибираються у відповідності до останніх цифр залікової книжки.

Теоретичні питання

1. Предмет метрології. Функції метрології.

2. Сутність вимірювання. Види вимірювань.

3. Методи вимірювань.

4. Одиниці вимірювання фізичних величин.

5. Основні одиниці системи СІ.

6. Похибки, які пов’язані з процесом вимірювання.

7. Систематичні та випадкові похибки.

8. Статичні та динамічні похибки вимірювань.

9. Грубі похибки вимірювань.

10. Обробка результатів прямих вимірювань з многократними спостереженнями.

11. Довірчий інтервал та довірча вірогідність.

12. Загальна характеристика засобів вимірювань.

13. Метрологічна характеристика засобів вимірювань.

14. Характеристики засобів вимірювань, які потрібні для визначення результату вимірювань.

15. Характеристики чутливості до величин, які впливають на результат вимірювань.

16. Динамічні похибки засобів вимірювань.

17. Клас точності приладу.

18. Законодавча метрологія та стандартизація. Загальні відомості про стандартизацію.

19. Стандарти та їх застосування. Системи стандартів.

20. Порядок впровадження стандартів і державний нагляд за їх додержанням.

Контрольні задачі

Задача 1. Температура сушіння насіння вимірюється технічним термометром з відмітками шкали 0…100 ⁰С, який має межі допустимої основної похибки ±0,5⁰С. Показання термометра склали 51 ⁰С. Припустима температура сушіння насіння 52 ⁰С. Перевірка лабораторним термометром показала температуру 51,5⁰С. Поправка по свідоцтву лабораторного термометра - 0,1 ⁰С, поправка на виступаючий стовпчик дорівнює + 0,2 ⁰С. Визначить, чи виходить за межі допустимої основної похибки показання технічного термометра?

Задача 2. Міліамперметр має рівномірну шкалу, поділену на 100 інтервалів. Нижня межа вимірювання I_н = - 10 мА, верхня I_в = + 10 мА. Визначити ціну поділки шкали та чутливість приладу.

Задача 3. При перевірці автоматичного приладу зі шкалою 500 ⁰С для термопари типу К (нікельхром-нікель, хром-алюмель) з’ясували, що стрілочний покажчик та перо приладу зміщені відносно нульової відмітки на 15 ⁰С в сторону заниження. Як потрібно урахувати систематичну похибку при обробці діаграмного паперу для поділки 370 ⁰С.

Задача 4. Визначити абсолютну і відносну зміну показання манометричного термометру, яка визивається зміною барометричного тиску від 1007 до 960 кПа. Шкала приладу рівномірна від 0 до 100 ⁰С, відповідна змінам тиску від 0,66 до 0,95 МПа. Прилад показує температуру 85 ⁰С.

Задача 5. При температурі навколишнього середовища 20 ± 5 ⁰С манометр відповідає класу 1,5. Які будуть похибки вимірювання тиску, якщо температура навколишнього середовища Т = 24 ⁰С та Т = 60 ⁰С.

Задача 6. При таруванні витратоміра об’ємним способом одержали такі значення часу наповнення баку

i	1	2	3	4	5	6	7	8
τ i	85.0	85.1	84.8	85.2	84.9	85.2	84.8	85.1

Визначити похибку вимірювання, якщо розподіл часу відповідає закону Стьюдента. Об’єм баку V = 500 ± 0,1 л.

Задача 7. Вимірювання потужності нагрівача проводилися за показаннями амперметру та вольтметру. Прилади мають клас точності 0,5 і працювали в нормальних умовах. Прилади відповідно мали діапазон показників 0…5 А і 0…30 В. Результати виміру наступні: I = 3,5 А, U = 2,4 В. Визначити похибку вимірювання потужності.

Задача 8. Для термометра з мідним чутливим елементом типу М50 дійсна залежність електричного опору від температури R_i=R₀(1+αT). Визначити величину похибки при 80 і 120 ⁰С, якщо клас точності 3, α і R₀, залежать від температури α = 4,28·10^-23 1/град.

Задача 9. За результатами вимірювання виявилось, що найбільш ймовірний вміст водню в суміші складає 14,8 %. Довірчий інтервал похибки визначався з довірчої ймовірності 0,68 й склав ± 0,5 % Н₂. Визначити межі довірчого інтервалу при довірчій ймовірності 0,95, якщо закон розподілу похибки нормальний.

Задача 10. Вимірювання діаметру плунжера вантажного манометра при допомозі мікрометра з ціною поділки шкали 0,01 мм дало такі результати

i	1	2	3	4	5
di, мм	11,28	11,29	11,26	11,27	11,30

Знайдіть величину діаметра для надійності 0,95 та 0,99.

Задача 11. Похибки вимірювання однієї і тієї ж величини 1·10^-3 – для одного приладу; 2·10^-3 – для другого. Який з цих приладів дає більшу точність при вимірюваннях?

Задача 12. Класифікуйте методи вимірювання тиску за допомогою приладів, схеми яких наведені на рисунках а) та б).

а) б)

Задача 13. Визначте відносну похибку вимірювання на початку шкали (для 30 поділок) для приладу класу 0,5, який має 100 поділок. Наскільки ця похибка більше похибки на останньому - сотому поділку шкали приладу.

Задача 14. Основна приведена похибка амперметру, розрахованого на струм 10А складає 2,5 %. Визначте абсолютну похибку для першої відмітки шкали (1А).

Задача 15. При визначені класу точності ватметра, розрахованого на 750 Вт, одержали такі дані 47 Вт при потужності 50 Вт, 115 Вт при 100 Вт, 204 Вт при 200 Вт, 413 Вт при 400 Вт, 728 Вт при 750 Вт. Який клас точності приладу?

Задача 16. У манометра, встановленого на заправнику кисню, під час транспортування випав один з гвинтів кріплення шкали. Шкала змістилася по відношенню осі манометру з покажчиком. Класифікуйте похибки, які з’явилися від цієї несправності.

Задача 17. Було проведено 10 незалежних вимірювань температури в холодильній камері, яку періодично відкривали для того, щоб взяти продукти або завантажити камеру.

Результати вимірювання такі

№ виміру	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
t, ^0С	2,5	2	-2,5	1,9	-2,1	2,4	2,3	-2,5	1,5	-1,7

Вважаючи, що закон розподілу нормальний, дайте оцінку середнього значення та вкажіть довірчий інтервал, якщо довірча вірогідність дорівнює 0,95.

Задача 18. Проведено 12 вимірювань напруги радіосигналу одним й тим же приладом, який не має систематичної похибки, результати вимірювань такі

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1,2	1,3	1,1	1,0	1,25	1,3	1,4	1,6	1,4	1,3	1,2	1,1

Визначте середньоквадратичну похибку вимірювань та межу довірчого інтервалу ймовірністю 0,99.

Задача 19. Проведено 10 вимірювань довжини металевого стрижня, одержано такі результати в м: 0,304; 0,304; 0,305; 0,305; 0,305; 0,305 0,304; 0,304; 0,305; 0,304.

Проведіть обробку результатів вимірювань та приведіть значення довжини стержня, найбільш близького до справжнього.

Задача 20. Тиск повітря в шині автомобіля повинен дорівнювати при 20 ⁰С – 2 кгс/м². Який очікується тиск в опівдні при температурі шин 50 ⁰С ?