Оценка погрешностей электрических измерений

Для характеристики точности электроизмерительных приборов пользуются понятием приведенной погрешности.

Приведенной относительной погрешностью прибора называется выраженное в процентах отношение фактической абсолютной погрешности (Dα ) к верхнему пределу измерения прибора (α _н):

g_н =

Все рабочие электроизмерительные приборы разделяются по точности на 7 классов: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5. Класс прибора указывается на его шкале цифрой, обведенной в кружок. Указанные классы точности означают, что приведенные относительные погрешности соответственно равны: 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.5%.

По приведенной относительной погрешности можно рассчитать абсолютную погрешность рабочего электроизмерительного прибора (Dα ).

Поскольку абсолютная погрешность приборов считается одинаковой в пределах рабочей части шкалы, то относительная погрешность g в разных частях шкалы будет различной. Чем ближе показания прибора к предельному (α _н), тем относительная погрешность меньше. Относительная погрешность в конце шкалы (на пределе) равна приведенной g_н. Однако, в начале шкалы относительная погрешность может превышать приведенную в несколько раз. Действительно, если класс точности амперметра 1.0, т.е. допускаемая погрешность составляет 1%, а предельная величина измеряемого тока I_пред = 2 А, то абсолютная погрешность измерений тока DI по данным амперметра в любом интервале от 0 до 2 А составляет 1% от 2А и равна ± 0.02 А:

DI = ± 2·1.0· = ± 0.02 А.

Тогда при измерении тока в 1.5А относительная погрешность DI/I не превышает значения

·100% = 1.3%,

а при измерении тока 0.5 А относительная погрешность возрастает до значения

·100% = 4%.

Для повышения точности измерения следует выбирать приборы высокого класса и с подходящим пределом измерения. Следует стремиться к тому, чтобы измеряемая величина была бы более половины верхнего предела измерения прибора. Рекомендуется проводить измерения в последней трети шкалы прибора, там, где относительная погрешность прибора является наименьшей.

Оценка погрешностей электрических измерений имеет некоторые особенности по сравнению с оценкой погрешностей в механике и молекулярной физике.

Рассмотрим вычисление погрешностей на примере.

При измерении сопротивлений резисторов методом амперметра и вольтметра (см. работу «Измерение сопротивлений») использован вольтметр с пределом измерения a_н = U_н = 6 В и с классом точности 1, 0 и амперметр с пределом измерения a_н = I_н = 1, 0 А и класс точности которого 0, 5. Получены следующие результаты измерений:

№ п.п.	I, А	U, В	Rx = U/I, Ом	Rxср, Ом
1.	0, 85	5, 46	6, 43	6, 51
2.	0, 65	4, 25	6, 55
3.	0, 46	3, 00	6, 53

а) Логарифмируем расчетную формулу , т.е

б) Дифференцируем обе части полученного выражения:

в) Переходим от бесконечно-малых к конечным приращениям:

и заменяя знак «–» на «+» для получения максимальной погрешности Е_R получим:

Следовательно, задача по определению относительной погрешности сводится к определению абсолютных погрешностей Δ U и Δ I, которые определяются из класса точности приборов:

т.к , то , т.е

т.к , то , т.е

Для второго измерения из таблицы имеем:

Рассчитаем абсолютную погрешность:

В итоге получим:

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

К выполнению цикла лабораторных работ студенты допускаются после знакомства с правилами техники безопасности, о чем они расписываются в журнале.

Работы в лаборатории должны выполняться строго по графику. В случае пропуска занятия, на котором следовало делать предложенную работу, студент к следующему занятию должен готовиться к следующей по графику работе. А предыдущая работа откладывается на конец семестра.

Студент должен приходить на занятия подготовленным к очередной работе. В руководстве к каждой изних указаны вопросы и литература. Для подготовки и выполнения лабораторных работ студенту необходимо завести одну общую тетрадь. Дома в эту тетрадь студенту следует законспектировать руководство и сведения из рекомендованной литературы.

Занятия начинаются с проверки подготовленности студента. Если обнаруживается, что студент не знает перечисленных в начале каждого руководства к работе вопросов, он к занятию не допускается и считается пропустившим его по неуважительной причине.

По окончании работы необходимо привести в порядок рабочее место, сдать принадлежности, показать преподавателю результаты измерений, после чего попросить преподавателя отметить в журнале выполнение работы.

Защита отчетов по выполненным работам проводится на специальных контрольных занятиях, включенных в график. Студент, не отчитавшийся за три работы, к выполнению следующих работ не допускается. Об образовавшейся задолженности преподаватель обязан сообщить в деканат и на кафедру.

Основные положения:

1. Прежде чем приступить к выполнению работы, внимательно ознакомьтесь с заданием, оборудованием, правилами обращения с приборами и проверьте их исправность.

2. В случае неисправности приборов и нарушения правил техники безопасности немедленно сообщите об этом преподавателю или лаборанту. Работа на неисправном оборудовании запрещена.

3. При выполнении работ следует строго выполнять рекомендованный порядок. Не включайте без разрешения руководителя или лаборанта рубильники или другие приборы. От ошибочного включения может произойти несчастный случай или выйти из строя прибор.

4. Выполняйте только ту работу, которая вам поручена. Нельзя ходить без дела по лаборатории, так как этим вы отвлекаете внимание товарищей и оставляете без контроля свою установку.

5. При выполнении работы запрещается в лаборатории оставаться одному. Присутствие второго лица необходимо для оказания помощи при несчастном случае.

6. Запрещается находиться в лаборатории в верхней одежде. Нельзя загромождать рабочее место оборудованием, не относящимся к выполнению работы, сумками, портфелями.

КАтеГорически запреЩается!

1. Включать силовые рубильники.

2. Включать электрические схемы без предварительной проверки их преподавателем или лаборантом.

3. Устранять неисправности в электрических цепях без предварительного отключения напряжения.

4. Оставлять работающие установки без наблюдения.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: