Косвенные измерения

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС"

 

УЧЕБНО-НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

Кафедра ПМиС

 

 

 

 

 

 

Отчет

по лабораторной работе №5

«Косвенные измерения»

по дисциплине «Метрология»

 

 

 

 

 

Студент: Мосина О.С.

Группа: 31 – И

 Допущен к работе: ___________________

 Отметка о зачете: ____________________

 

 

 

 

 

Орел, 2012 г

1 Цель работы

Закрепление, углубление знаний и  приобретение навыков в области  проведения и оценки результатов  косвенных измерений.

 

2 Экспериментальное оборудование

Катетометр В-630 (КМ-6).

 

3 Ответы на контрольные вопросы

1. В  чём заключается различие понятий  «вид» и «метод» измерений?

Виды  измерений – часть области  измерений,

имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин. Методы измерений - часть области измерений, состоящая в различии приемов использования принципов и средств измерений.

2. Какие  виды измерений вы знаете?

Существует  несколько классификационных признаков  по которым измерения разделяют  на виды.

1) Точность измерений.

В зависимости  от точности измерения делят на технические  и исследовательские.

2) Число измерений.

По  числу измерений делят на однократные  и многократные.

3) Связь с объектом: контактные, безконтактные.

4) Метод измерений.

5) Условия измерений: равноточные, неравноточные.

6) Наличие технических средств: инструментальные, органолептические (измерения, которые выполняют с использованием чувств человека).

7) По способу полученных результатов: прямые, косвенные, совокупные.

Прямые  – измерения, которые получаются из опытных данных путем экспериментального сравнения.

Косвенные – такие измерения, когда искомую  величину определяют из функциональной зависимости, связывающей искомую  величину с другими величинами, которые  находят с помощью прямых измерений.

Совокупные  – измерения одновременно нескольких одноименных величин при которых  искомую величину находят при  решении систем уравнений, получаемых по результатам прямых измерений  различных в сочетании величин.

M=(L₀₁-L₀₂)/4

Совместные  – измерения, выполняемые одновременно измерения двух или нескольких разноименных величин с целью нахождения зависимостей

R1(Ѳ)=R₀*(1+αѲ1)

R2(Ѳ)=R₀*(1+αѲ2)

3. Перечислите  известные вам методы измерений.

1) Методы непосредственной оценки.

2)  Методы сравнения с мерой.

МНО –  характеризуется большей распространимостью, т.к. предполагает получение результата непосредственно из показаний средств  из мер без каких-либо дополнительных действий.

В основе испытания метода лежит применение приборов прямого действия, т.е. пребывание которых могут быть представлены последовательностью функциональных элементов, преобразование информации в которых осуществляется в одном  направлении (с входа на выход).

В группе методов сравнений выделяются отдельные  методы:

1) Дифференциальный – метод сравнения с мерой,  при котором измеряется разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой.

Точность  дифференциального метода описывается  двумя основными факторами: 1) Мера и возможность с её помощью  воспроизведения близких размеров к размеру измеряемой величины; 2) Точность измеряемого прибора.

2) Нулевой – метод сравнения с мерой, при котором разность между значением измеряемой величины и значением величины, воспроизводимой мерой приводит к 0.

3) Метод противопоставления заключается в том, что процедура уравновешивания выполняется дважды при различных направлениях вектора погрешности.

4) Метод замещения – дальнейшее развитие метода также связано с повторением процедуры уравновешивания.

5) Метод совпадений – метод сравнения с мерой, при реализации которого используют совпадение отметок шкал или совпадение периодичных сигналов.

4. Какие  измерения называют органолептическими, инструментальными?

Органолептические - измерения, которые выполняют с  использованием чувств человека.

5. Какие  измерения называют косвенными?

Косвенные – такие измерения, когда  искомую величину определяют из функциональной зависимости, связывающей искомую  величину с другими величинами, которые  находят с помощью прямых измерений.

6. Укажите  преимущества и недостатки косвенных  измерений.

7. Как  определить среднее арифметическое  значение результатов косвенных  измерений?

Если  искомая величина Q= f( x, y,…) то Ǭ=f( x, y, …).

8. Как  определить значение поправки Q при функциональном преобразовании результатов измерений?

Q=

9. Как определить точечную оценку  среднеквадратичного отклонения  среднего (стандартного отклонения) S результатов косвенных измерений?

 

10. Назначение  катетометра и правила подготовки  его к работе.

Подготовить катетометр к работе. Для этого  необходимо:

– регулируя  опоры , выставить ось прибора в строго вертикальное положение по круглому уровню ;

– включить вилку  осветителя в розетку источника  питания  и вилку источника  питания в розетку сети питания (220 В);

– переместить  измерительную каретку  на уровень  измеряемого объекта, открепив винт ;

– установить окуляр визирной трубы на резкость изображений  масштабной сетки, шкалы и пузырька уровня;

– произвести настройку  на резкость изображения измеряемого  объекта, пользуясь маховичком.

11. Правила  снятия показаний с отсчётного  устройства катетометра. Какова  цена наименьшего деления отсчётного  устройства катетометра?

 Для  этого нужно:

– произвести точную наводку визирной трубы на выбранную  точку объекта с помощью микрометрического  винта 4 при закрепленном винте 7 (при наводке визирной трубы одна из граней видимого изображения прутка должна располагаться точно посередине углового бисектора на уровне горизонтального штриха, как показано на рисунке;

– наблюдая в  окуляр, совместить изображения концов пузырька уровня винтом (концы пузырька уровня должны образовывать дугу);

– снять отсчёт X_н1 по шкале и масштабной сетке;

– произвести аналогичным  образом точную наводку визирной трубы на вторую грань видимого изображения  измеряемого объекта и снять  отсчёт X_к1 по шкале и масштабной сетке;

– определить результат  измерения как D₁ = | X_н1 – X_к1|.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход работы

 

Таблица 1 – Обработка  результатов косвенных измерений

№, п/п	Xнi	Xкi	Di
1	327,56	321,1	6,46	-0,96	0,92
2	327,11	319,78	7,33	-0,09	0,008
3	327,25	320,91	6,34	-1,08	1,17
4	327,64	319,76	7,89	0,46	0,21
5	327,47	319,75	7,73	0,3	0,09
6	327,58	319,78	7,8	0,38	0,14
7	327,6	319,78	7,82	0,39	0,16
8	327,55	319,72	7,84	0,42	0,17
9	327,18	320,97	6,22	-1,2	1,46
10	327,42	319,87	7,56	0,13	0,02
11	327,55	319,82	7,73	0,31	0,1
12	327,52	319,8	7,72	0,29	0,1
13	327,1	319,84	7,76	-,016	0,03
14	327,48	319,43	8,05	0,63	0,4
15	327,91	319,95	7,96	0,54	0,3
16	327,56	319,35	8,21	0,79	0,6
17	327,27	319,53	7,74	0,32	0,1
18	327,6	320,1	7,5	0,09	0,006
19	327,6	319,46	8,14	0,72	0,5
20	327,73	319,85	7,88	0,45	0,2
21	327,69	319,18	8,5	1,08	1,2
22	327,71	321,05	6,66	-0,76	0,6
23	327,65	321,37	6,28	-1,14	1,3
24	327,52	321,03	6,49	-0,93	0,9
25	327,61	321,14	6,47	-0,95	0,9

 

1 Определяем точечные  оценки истинного значения диаметра  и среднеквадратичного отклонения  результатов измерений :

                                                                (1)

=7,42

                                                             (2)

S_D=0,5

2 Проверка серии результатов измерений на наличие промахов

                                                                                                     (3)

 

                                                           (4)

2,515<2,717

Результат измерений признан нормальным.

3 Рассчитываем точечные оценки истинного значения определяемой площади поперечного сечения прутка (объект измерений), стандартного отклонения S результата косвенного измерения площади и поправки Q.

                                                                                                  (5)

 

                                                        (6)

S=1,58

                                                    (7)     

 

 

4 вычисляем доверительный интервал

t_p=2,064

                                                                                                            (8)

E=3,26

 

5 Pезультат измерения с помощью интервальных оценок, с учетом поправки Q