Правила выполнения лабораторной работы.

7.1.1 Выполнению каждой лабораторной работы предшествует предварительная самостоятельная подготовка студента, которая включает в себя:

– изучение по литературе и другим источникам необходимых разделов курса;

– формулирование ответов на контрольные вопросы (в устной или письменной форме);

– решение задач для контроля самостоятельной работы;

– выполнение необходимых предварительных расчетов;

– изучение описания лабораторного макета, задания и порядка выполнения лабораторной работы;

– студент должен также отчетливо представлять, что и как он будет делать, и какие результаты ожидаются в каждом из пунктов лабораторной работы (мысленный эксперимент).

7.1.2 Результаты эксперимента должны быть аккуратно оформлены в заготовке отчёта в виде таблиц, рисунков и графиков. Оси графиков должны быть обозначены, указаны единицы измерения размерных величин. Результаты каждого пункта должны иметь соответствующие заголовки и пояснения исходных данных, режимов и условий измерений.

7.1.3 По результатам лабораторной работы студент должен оформить отчет (смотрите разделы 4.2 и 6).

7.1.4 При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать правила техники безопасности.

7.1.5 После завершения работы необходимо выключить напряжение питающей сети всех приборов рабочего места, разобрать схему, привести рабочее место в порядок: аккуратно сложить соединительные проводники; забрать все личные вещи и придвинуть стулья к лабораторному стенду.

Оформление результатов измерения.

7.2.1 Промежуточные вычисления выполняют с использованием такого числа значащих цифр, которое необходимо для обеспечения решения задачи с требуемой точностью. Для выполнения данной лабораторной работы достаточно использовать шесть значащих цифр.

Значащими цифрами называют все верные цифры числа, кроме нулей, стоящих в начале числа.

7.2.2 Конечные результаты расчетов должны быть представлены с соблюдением правил округления и обязательным указанием единиц измерения вычисленной физической величины.

7.2.3 В тех случаях, когда при расчете оценивают погрешность (неопределенность) результата измерений, он должен быть оформлен в соответствии с нормативным документом - методическими рекомендациями МИ1317-2004. Согласно им окончательный результат оценки погрешности должен содержать не более двух значащих цифр путем его округления в большую сторону.Погрешность округления во всех случаях в соответствии с ГОСТ 8.401-80 не должна превышать 5%.

Критерием для округления конечного результата расчета измеряемой величины (результата измерения) является округленное значение абсолютной погрешности (неопределенности): младший разряд числового значения результата измерения должен быть одинаковым с младшим разрядом округленного значения абсолютнойпогрешности (неопределенности). Обратите внимание, что при округлении единицы измерения результата измерения и абсолютной погрешности должны быть одинаковыми.

Если результат измерения содержит интервальные оценки погрешности (неопределенности), обязательно указание вероятности, с которой истинное значение измеряемой величины находится в этом интервале. Кроме того, результат должен включать в себя условия проведения измерения (температура, давление, влажность, число наблюдений, частота, на которой проведены измерения и т. п.).

Пример. Измеренное среднеквадратическое значение напряжения U=21,71924 В, оценка границ относительной погрешности этого результата равна δ=±0,06156 % с вероятностью Р=0,95. Измерение проведено в нормальных условиях. Оформить результат в соответствии с нормативными документами.

1) Вычислим оценку границ абсолютной погрешности измерения:

DU = U*δ/100 = 21,71924*0,06156/100=0,0133704В =13,3704мВ.

2) Округлим оценку абсолютной погрешности измерения, содержащую шесть значащих цифр, до двух значащих цифр в большую сторону: DU=0,014В =14мВ.

3) Вычислим погрешность округления абсолютной погрешности: δ_окр=(DU_окр-DU)*100/U=(14-13,3704)*100/13,3704 =4,70891%, следовательно, округление в большую сторону верно, так как погрешность округления не превышает 5%.

4) Округлим (по математическим правилам) измеренное значение напряжения до тысячных долей вольта: U=21,719В, так как одна единица младшего разряда округленного значения абсолютной погрешности (DU=0,014В) равна 0,001В.

5) Округлим оценку относительной погрешности измерения, содержащую четыре значащих цифры, до двух значащих цифр: dU=0,062% погрешность округления относительной погрешности не превышает 5%.

6) Округление оценок абсолютной и относительной погрешностей измерения до одной значащей цифры невозможно, так как погрешность округления в этом случае превышает 5%:

δ_окр=(DU_окр-DU)*100/U=(0,02-0,0133704)*100/0,0133704 =49,584 %);

δ_окр=(dU_окр-dU)*100/U=(0,07-0,06156)*100/0,06156 =13,71%.

7) Запишем результат измерения в соответствии с нормативными документами:

U=21,719 ± 0,014В; Р=0,95; условия измерения нормальные; или

U=21719 ± 14мВ; Р =0,95; условия измерения нормальные; или

U=21,719В ± 0,062%; Р =0,95; условия измерения нормальные; или

U=21719мВ ± 0,062%; Р =0,95; условия измерения нормальные.

В случае необходимости выполнения ряда однотипных расчетов приводят расчет только для одного значения, результаты промежуточных вычислений и конечные результаты сводят в таблицу.

Оценка погрешности измерения параметров напряжения

Электрических сигналов. Основные метрологические характеристики вольтметров.

Поскольку параметры напряжения электрических сигналов измеряют с помощью вольтметров, то оценка погрешности измерения этих параметров осуществляется по метрологическим характеристикам вольтметров.

Метрологические характеристики применяемых средств измерения можно найти в [7], [8], [9], [10].

Оценка погрешности измерения напряжений электронным

Осциллографом

На рис. 7.1 показана осциллограмма импульсного сигнала на экране ЭО. Значение напряжения сигнала находят по формуле: U = h×k_o. Следовательно, погрешность измерения этого напряжения будет определяться погрешностью коэффициента отклонения k_o и погрешностью измерения линейных размеров осциллограммы h.

Предел допускаемой относительной погрешность измерения напряжения определяется соотношением:

, %

где и – относительные погрешности коэффициента отклонения и неравномерности переходной характеристики соответственно, которые берут из перечня основных метрологических характеристик осциллографа.

– визуальная погрешность, определяемая точностью совмещения линии осциллограммы с делениями шкалы и погрешностью отсчета линейного размера в делениях масштабной сетки.

Визуальная погрешность определяется по формуле:

, %

где b – ширина (толщина) линии осциллограммы, h – линейный размер измеряемого параметра напряжения сигнала по вертикали (см. рис. П1). При расчетах необходимо, чтобы величины b и h были выражены в одинаковых единицах измерения.