Визначення систематичних похибок приладів

Мета роботи: За класом точності вимірювального приладу визначити систематичні похибки вимірів.

Класом точності засобу вимірювання називається узагальнена характеристика, яка визначає ступінь правильності його показань за можливим найбільшим відхиленням від справжнього значення вимірюваного параметра.

Найчастіше клас точності () позначається числом з використанням арабських цифр за таким рядом (в відсотках, %):

(1; 1,5; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6)×10ⁿ, де n=1; 0; -1; -2; з можливим додаванням спеціальних умовних знаків:

або

 

Саме ці числа визначають оцінку точності показань засобів вимірювання (в %).

Якщо позначити виміряне показання приладу через , розраховане через клас точності максимальне можливе відхилення через , тоді діапазон значень вимірюваної величини буде дорівнювати:

Варіанти розрахунків залежить від:

- форми шкали приладу (рівномірна, нерівномірна);

- місця розташування нульового значення шкали (за межами шкали, на початку шкали, всередині шкали);

- наявності спеціальних умовних знаків;

- позначення класу точності у вигляді дробу ;

- наявності встановленого номінального значення вимірюваного параметра .

Форми (варіанти) шкал приладів наведені на рис. 1 (див. с. 13)

Систематизацію варіантів розрахунків при наявності, або відсутності спеціальних позначень класу точності наведено в табл. 3-1 і 3-2.

Таблиця 3.1

Варіанти розрахунків при відсутності спеціальних умовних позначень класу точності

Форма шкали	Місце розташування нульового значення шкали	Наявність встановленого номінального значення вимірюваного параметра
на початку шкали, або поза шкалою	всередині шкали
рівномірна	Варіант А	Варіант Б	Варіант В
нерівномірна	Варіант А	-	Варіант В

 

Таблиця 3.2

Варіанти розрахунків при наявності спеціальних умовних позначень класу точності

Спеціальні умовні позначення
Варіанти	Варіант Г*	Варіант Д*	Варіант Ж (3 випадки)

(Примітка 1. Через с і d позначені два різних, або однакових числа, що використовуються в розрахунку .

У випадках позначених (*), при наявності номінального значення вимірюваного параметра в розрахунках використовується варіант В (табл. 3.1, 3.2))

Варіанти розрахунків (схеми розрахунків)

Варіант А

Шкала будь-яка в межах (рис. 1; 2; 4; 5)

.

Варіант Б

Шкала рівномірна в межах Y_min<0<Y_max (рис. 3)

.

де - найбільша за модулем із меж вимірювань , або .

Варіант В

Шкала будь-яка (рис. 1…5). Задано номінальне значення вимірювального параметра :

.

Варіант Г

Шкала будь-яка в межах (рис. 1, 2, 4, 5):

.

Варіант Д

Шкала будь-яка (рис 1…5):

.

Варіант Ж

Випадок 1. Шкала рівномірна в межах Y_min<0<Y_max (рис. 3):

.

де - див. Варіант Б.

Випадок 2. Шкала будь-яка в межах (рис. 1, 2, 4, 5):

.

Випадок 3. Шкала аналогічна вип.2. Задано номінальне значення вимірюваного параметра : .

Прилади П1 і П2 відповідних класів точності працюють в певних діапазонах Y_min, Y_max, Y_ном за конкретною схемою (див. табл. 3.3) і показують значення Y.

Таблиця 3.3

Вихідні дані до розрахунків.

№ за списком	Y	Прилад 1	Прилад 2
Клас точності, x	Ymin	Ymax	Yном	схема	Клас точності, c/d	Ymin	Ymax	Yном	схема
		0,1			-	А	0,15/0,6	-10		-	Ж1
		0,25	-20		-	Б	2,0/1,0			-	Ж2
		0,4	-	-		В	0,1/0,2				Ж3
		0,3			-	Г	3,0/2,5	-5		-	Ж1
		2,0	-	-	-	Д	1,5/1,0			-	Ж2
		0,2			-	А	0,5/0,6				Ж3
		0,5	-40		-	Б	0,4/1,0	-5		-	Ж1
		0,16	-	-		В	1,5/2,0			-	Ж2
		1,0			-	Г	0,2/0,3				Ж3
		1,5	-	-	-	Д	2,5/3,0	-20		-	Ж1
		0,25			-	А	4,0/2,5			-	Ж2
		0,3	-30		-	Б	0,1/0,2				Ж3
		0,16	-	-		В	0,5/0,6	-15		-	Ж1
		0,4			-	Г	1,0/0,5			-	Ж2
		1,0	-	-	-	Д	1,6/1,5				Ж3
		1,0			-	А	0,3/0,2	-40		-	Ж1
		0,4	-20		-	Б	2,0/1,0			-	Ж2
		0,16	-	-		В	1,5/2,0				Ж3
		0,5			-	Г	1,0/1,5	-40		-	Ж1
		0,1	-	-	-	Д	0,2/0,5			-	Ж2
		1,5			-	А	2,0/1,0				Ж3
		1,0	-20		-	Б	0,1/0,5	-20		-	Ж1
		0,16	-	-		В	0,6/1,0			-	Ж2
		0,1			-	Г	2,0/2,5				Ж3
		0,2	-	-	-	Д	0,1/0,4	-40		-	Ж1
		0,5			-	А	0,4/0,2			-	Ж2
		4,0	-30		-	Б	0,6/0,3				Ж3
		5,0	-	-		В	1,5/1,0	-50		-	Ж1
		0,6			-	Г	0,2/0,3			-	Ж2
		2,0	-	-	-	Д	1,0/2,0				Ж3

 

(Примітка 2. Для шкали типу «цифрове табло» замість приймається ).

Оформлення звіту

1. Записати назву лабораторної роботи та її мету.

 

2. Для кожного приладу замалювати вигляд шкали та навести формули для обчислення абсолютної похибки ΔY. Відносну похибку δ розрахувати за формулою

δ=ΔY/Y

3. Для кожного приладу визначити: а) відносну систематичну похибку δ; б) абсолютну систематичну похибку виміру ; в) можливе значення виміряного параметра ; г) обчислити результуючу систематичну похибку двох приладів П1 та П2 за формулою

Θ=1,1

4. Для своїх варіантів накреслити шкали приладів та привести розрахункові формули.

5. Результати обчислень занести в таблицю (див. зразок табл. 3.4). зробити висновок залежності від класу точності приладу.

Таблиця 3.4

Показ приладів Y	Прилад 1	Прилад 2
Клас точності	δ		Клас точності	Δ
Виміряний параметр
Θ	Y-Θ	Y+Θ

Контрольні запитання:

1. Що називається класом точності засобу вимірювання?

2. В яких одиницях дається в паспортах засобів вимірювань його клас точності?

3. Які види рівномірної шкали існують на аналогових приладах?

4. Назвіть види нерівномірних шкал на засобах вимірювань.

5. Якими факторами викликані систематичні похибки засобів вимірювань?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4