Проведение исследований с измерением веса

 

1.5.1. Целью данной части лабораторной работы является освоение методики взвешивания с помощью различных типов весов и оценки погрешностей измерения веса.

1.5.2. Для проведения измерений веса целесообразно использовать три вида весов: механические, аптекарские и электронно-цифровые. Они существенно различаются по принципу работы и погрешностям измерений.

Учебные наборы образцов для проведения измерений выдаются преподавателем.

1.5.3. В ходе выполнения работы необходимо:

1) изучить настоящие методические материалы и эксплуатационную документацию на весы, с помощью которых будут проводиться измерения;

2) по паспортным данным и внешним признакам определить наибольший и наименьший пределы взвешивания, цену деления, цену поверочного деления, число поверочных делений используемых в работе весов. По полученным данным определить класс точности и пределы допускаемой погрешности по ГОСТ 24104-2001 (см. приложение 2) и сравнить результаты с паспортными данными и маркировкой на весах;

3) для предоставленных преподавателем образцов провести измерения с помощью каждого типа весов. Для каждого результата измерения определить возможный диапазон действительного значения веса с учетом паспортных значений погрешности каждого типа весов (результаты измерений представить в форме табл. 1.5);

4) для каждого образца по результатам измерений на всех типах весов рассчитать среднее значение, дисперсию, доверительную вероятность по методу Кронфельда (результаты расчетов представить в форме табл. 1.6);

5) определить абсолютную и относительную погрешность измерения массы каждого образца с помощью каждого типа весов при следующих допущениях:

– действительное значение веса дают наиболее точные по паспортным данным весы (вариант 1);

– среднее значение, вычисленное при выполнении п. 4, дает действительное значение веса (вариант 2).

Результаты вычислений для каждого варианта представить в форме табл. 1.7.

Таблица 1.5

Результаты измерений

Тип весов (марка)	Объект взвешивания (номер)	Результат измерения (в мм)	Погрешность по паспорту	Минимальное действительное значение	Максимальное действительное значение

Примечание: предварительно дать описание каждого объекта и присвоить ему номер, который указать во втором столбце табл. 1.5-1.7.

 

Таблица 1.6

Вероятностные оценки измерений

Тип весов (марка)	Объект взвешивания (номер)	Результат измерения (в мм)	Среднее значение	Дисперсия	Доверительная вероятность по Кронфельду

 

6) для представленных преподавателем сыпучих (жидких) объектов определить удельный вес, для чего:

– взвесить мерный стакан;

– засыпать (залить) в стакан исследуемое вещество и взвесить;

– по рискам на мерном стакане определить объем вещества;

– используя полученные данные о весе и объеме, вычислить удельный вес объекта контроля, сравнить результаты вычислений со справочными данными.

 

Таблица 1.7

Оценка погрешностей измерений

Вариант (номер)	Объект взвешивания (номер)	Абсолютная погрешность	Относительная погрешность

 

 

1.6. Проведение исследований с измерением
линейных размеров

1.6.1. Целью данной части лабораторной работы является освоение методики:

– измерения линейных размеров объектов с помощью различных измерительных инструментов;

– вычислений объемов объектов по результатам измерений их линейных размеров;

– определения удельной плотности вещества объектов по данным об их объеме и весе;

– оценки погрешностей для полученных результатов измерений и вычислений.

1.6.2. Для проведения измерений предоставляется три вида измерительных инструментов: линейка, штангенциркуль, микрометр.

Учебные наборы образцов для проведения измерений выдаются преподавателем.

1.6.3. В ходе выполнения работы необходимо:

1) изучить настоящие методические материалы и эксплуатационную документацию на инструменты, с помощью которых будут проводиться измерения. Особое внимание уделить изучению материалов приложения 2, в котором изложена методика оценки результатов измерений;

2) для предоставленных преподавателем образцов с помощью каждого типа измерительных инструментов (линейка, штангенциркуль, микрометр) провести измерения длины, ширины, высоты, диаметра и других размеров, которые достаточны для вычисления объема объекта. Для каждого результата измерения определить возможный диапазон действительного значения с учетом паспортных значений погрешности измерений каждого типа инструмента. Результаты измерений представить в форме табл. 1.8;

3) по результатам измерений одного и того же размера с помощью разных инструментов для каждого образца рассчитать среднее значение и дисперсию размеров, а также величину случайной погрешности. Сделать оценку действительного значения измеряемой величины по методике, изложенной в приложении 2 (результаты расчетов представить в форме табл. 1.9 и 1.10);

4) по данным измерений п. 2 вычислить объем каждого образца, оценить погрешность вычислений. Вычисления и оценку провести отдельно для измерений, полученных каждым инструментом. Погрешность принять равной паспортным значениям. Результаты измерений каждым инструментом и соответствующих расчетов представить в форме табл. 1.11 отдельно для каждого инструмента;

5) измерить на весах массу образцов. По полученным измерениям массы и рассчитанным в п. 4 объемам образцов определить плотность вещества, из которого они состоят. Результаты представить в форме табл. 1.12;

6) определить абсолютную и относительную погрешность вычисленного объема каждого образца с помощью измерений линейных размеров каждым типом инструментов при допущении, что действительное значение размеров дает микрометр (только для объектов, размеры которых измерялись с помощью всех трех типов инструментов).

Результаты вычислений представить в форме табл. 1.13;

7) определить абсолютную и относительную погрешность вычисления плотности каждого образца при допущении, что действительные значения линейных размеров дает микрометр, а веса – наиболее точные (из использованных) электронно-цифровые весы.

Результаты представить в форме табл. 1.14;

8) определить возможный материал каждого образца путем сравнения вычисленной плотности вещества (по данным наиболее точных весов и измерительного инструмента) со справочной таблицей удельных плотностей различных веществ (таблица предоставляется преподавателем).

Результаты представить в форме табл. 1.15.

 

Таблица 1.8

Результаты измерений геометрических размеров

Тип измерительного инструмента	Объект измерения (номер)	Результат измерения параметра	Погрешность инструмента по паспорту	Минимальное действительное значение	Максимальное действительное значение

 

Примечание: предварительно дать описание каждого объекта и присвоить ему номер, который указывать во втором столбце табл. 1.8-1.15; а также определить для каждого объекта измеряемые параметры (длина, высота, диаметр и т.п.) и присвоить им номера, которые указывать в табл. 1.8-1.11, 1.13.

 

Таблица 1.9

Исходные данные для расчетов

Тип измерительного инструмента	Объект измерения (номер)	Результат измерения параметра
1 тип	Объект 1 … Объект N
2 тип	Объект 1 … Объект N
3 тип	Объект 1 … Объект N

 

Таблица 1.10

Результаты расчетов действительного значения
и отклонений

Параметр (номер)	Объект измерения (номер)	Среднее значение параметра	Дисперсия	Случайная погрешность	Действительное значение
	Объект 1
	Объект 2
	Объект N

Таблица 1.11

Определение объема

Тип измерительного инструмента	Объект измерения (номер)	Результат измерения параметра	Объем без погрешности	Итоговая погрешность

 

Примечание: в пояснениях к таблицам указать погрешность по паспорту.

 

Таблица 1.12

Определение плотности материала

Тип измерительного инструмента	Объект измерения (номер)	Масса	Объем без погрешности	Плотность

 

Таблица 1.13