Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

при доверительной вероятности Р = 0,95.

Переходя к абсолютной погрешности, Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Округляя, результат измерения можно представить в форме

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

213. Амперметр на номинальное значение 10 А имеет 100 делений шкалы. Показание прибора равно 5,35 А. Определите величину субъективной (личной погрешности и запишите результат с учетом этой погрешности.

Ответ: I = 5,35 ± 0,02 А.

214. Вольтметр имеет 150 делений равномерной шкалы. Вольтметр рассчитан на измерение напряжения до 300 В. Показание вольтметра соответствует значению 253,5 В. Определите величину субъективной погрешности, влияющий на результат измерения, и запишите результат с учетом этой погрешности.

Ответ: U = 253 ±0,4 В.

215. Для уменьшения слияния случайных помех на результат измерения произведено пять независимых наблюдений одного и того же напряжения U. Получен ряд наблюдений: 2781; 2836; 2807; 2765; 2856 мВ.

Систематической погрешностью можно пренебречь. Считать, что распределение случайных погрешностей подчиняется распределению Стьюдента.

Найти результат измерения и доверительную вероятность того, что абсолютная погрешность измерения не превышает по модулю 50 мВ.

216. Искомое сопротивление было измерено 8 раз, при этом получены результаты Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом.

Определить доверительный интервал, в котором находятся погрешности измеряемых сопротивлений, с вероятностью Р = 0,99.

217. Произведено одиннадцатикратное измерение сопротивления Rx и получены результаты Ri: 9791; 9795; 9789; 9794; 9796; 9800; 9793; 9795; 9765; 9794; 9797 Ом.

Найти результат измерения и доверительный интервал результата с вероятностью Р = 0,98. Предварительно проверить, нет ли в ряду измерений промахов (грубых погрешностей).

218. Измерение мощности на нагрузке производится методом амперметра и вольтметра по схеме приведенной на рис. 78.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Показание амперметра 1,5 А, показание вольтметра 25 В. Номинальное значение амперметра 2,5 А, класс точности 0,5. Номинальное значение вольтметра 30 В, класс точности 0,5.

Определить результат измерения и доверительный интервал результата при вероятности Р = 0,95 (k = 1,1).

219. Решить предыдущую задачу при условии, что схема измерения имеет вид, рис. 79:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

220. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Измерение мощности на нагрузке производится методом амперметра и вольтметра. Показание амперметра 4,5 А, его класс точности Показание вольтметра 100 В, его класс точности .

Определить результат измерения и доверительный интервал результата при вероятности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Измерение проводились по схеме, рис. 79.

221. Измерение сопротивления производились по схеме, рис. 78. Показание амперметра 4 А, класс точности 1, номинальное значение 5 А, его сопротивление 0,5 Ом. Показание вольтметра 50 В, класс точности 0,5, номинальное значение 60 В. Измерения производились при температуре 300С. Температурная погрешность амперметра составляет 50% от основной погрешности на каждые 100 отклонения от нормальных условий измерения.

Определить результат измерения и доверительный интервал результата при доверительной вероятности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Решение:

Определяем значение Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru по показаниям приборов

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , где U и I показания.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Данная величина сопротивления завышена на величину сопротивления амперметра, т.к. вольтметр измеряет сумму падений напряжений на Rx и на сопротивление амперметра. Исправленное значение сопротивления с учетом поправки Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru будет равно:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Абсолютную систематическую погрешность измерения Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , обусловленную основной погрешностью приборов можно вычислитель по формуле:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Систематическая погрешность, обусловленная отклонением температуры, будет равна половине вычисленной погрешности, т.к. отклонение равно 100С

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Суммарная систематическая погрешность Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru будет равна Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru с доверительной вероятностью Р = 0,95. Результат измерения запишется в виде Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru с доверительной вероятностью Р = 0,95.

222. Измерение ЭДС источника осуществлено с помощью электродинамического вольтметра. Внутреннее сопротивление источника 10 Ом известно с точностью 5%. Показание вольтметра 12,2 В. Класс точности вольтметра 0,5, его номинальное значение 15 В, сопротивление вольтметра 5 кОм. Дополнительные погрешности вольтметра от влияния магнитного поля и температуры составили соответственно 75% и 50% от основной погрешности прибора. Оценить погрешность измерения ЭДС при доверительной вероятности P = 0,90 (k = 0,95).

Решение:

Найдем поправку к показанию вольтметра. Относительная методическая погрешность показания равная

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Поправка в вольтах равна

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Погрешность этой поправки равна погрешности измерения Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , т.е.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Исправленное значение поправки с учетом округления будет равно:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Исправленное показание вольтметра будет равно (с учетом округления)

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Определим суммарную систематическую погрешность исправленного результата измерений.

Основная погрешность, определяемая классом точности прибора

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Дополнительная погрешность, обусловленная температурным отклонение от нормальной

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Дополнительная погрешность, обусловленная воздействием магнитного поля

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Суммарная систематическая погрешность Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , вероятностью Р = 0,95 вычисляется по формуле

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Результат измерения запишется в виде

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

223. Определить методическую погрешность измерения мощности, обусловленную потреблением энергии измерительными приборами. Показание амперметра 0,75 А, вольтметра – 150 В. Сопротивление амперметра 0,5 Ом, сопротивление вольтметра 10000 Ом. Классы точности: амперметра 1, вольтметра 0,5. Номинальные значения приборов Iн = 1 А и Uн = 250 В. Определите погрешность измерения мощности, обусловленную неточностью приборов.

Решение:

При измерении мощности, потребляемой нагрузкой Rн, можно использовать две схемы включения (см. рис. 78 и 79)

При схеме включения рис. 79 относительная методическая погрешность равна Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Вычисленное сопротивление, нагрузки по показаниям приборов равно Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Тогда погрешность, обусловленная потреблением энергии вольтметром будет равна Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Поправка (берется с отрицательным знаком) к результату измерения будет равна Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Значение мощности потребляемой нагрузкой будет равно Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , где Рн’ – мощность, вычисления по показаниям приборов. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

При использовании схемы рис. 78 Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Т.к. во втором случае вносимая погрешность меньше, примем за результат значение Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Поскольку мощность определяется методом амперметра и вольтметра, т.е. косвенно, то для вычисления инструментальной погрешности, обусловленной неточностью приборов, воспользуемся соответствующими формулами:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru где Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - относительные приведенные погрешности, соответствующие классам точности приборов.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Искомый результат однократного измерения мощности будет равен

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

224. Сопротивление резистора Rx определяется с помощью амперметра и вольтметра. Показание амперметра класса точности 0,5 и номинального значения 2,5 А равно 2 А, показание вольтметра класса точности 0,2 и номинального значения 300 В равно 200 В. Сопротивление вольтметра 5000Ом, сопротивление амперметра 0,4 Ом. Определить методическую абсолютную и относительную погрешность измерения при различных схемах включения измерительных приборов (рис. 78, 79). Ввести поправку в результат. Вычислить окончательный результат измерения с учетом классов точности приборов.

225. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Мощность, выделяющаяся на резисторе RH, сопротивление которого известно и равно 100±5 Ом, определяется с помощью вольтметра, присоединенного параллельно этому резистору. Показание вольтметра равно 50 В. Вольтметр имеет класс точности и собственное сопротивление 3·104 Ом. Определить методическую относительную и абсолютную погрешности измерения. Внести поправку в результат и определить окончательный результат значения мощности с учетом класса точности вольтметра.

226. Напряжение источника ЭДС Uх с внутренним сопротивлением Ri = 8±0,5 Ом. Измеряют вольтметром класса точности 0,5 с собственным сопротивлением RВ =10 кОм. Показание вольтметра UВ = 11,65 В. Найти поправку, которую нужно внести в показание прибора. Вычислить действительное значение напряжения источника ЭДС с учетом класса точности вольтметра, если номинальное значение вольтметра равно Uн = 15 В.

227. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Определить погрешность результата однократного измерения напряжения U = 15 В на сопротивлении 150 Ом, выполненного вольтметром на номинальное значение Uн = 30 В и классом точности 1,5. Внутреннее сопротивление вольтметра RВ = 3 кОм. Дополнительные погрешности из-за наличия магнитного поля и повышенной температуры в процессе измерения составляет соответственно 50% и 75% от основной погрешности вольтметра. Определить доверительный интервал результата при Р = 0,9 (k = 0,95).

228. Вольтметром с номинальным значением 75В и классом точности

измеряется напряжение на резисторе 35 Ом. Показание вольтметра 70 В. Дополнительные погрешности из-за влияния магнитного поля и повышенной температуры равны соответственно 0,3 и 0,2 части от основной погрешности, определяемой классом точности прибора. Определите погрешность результата однократного измерения. Определите погрешность результата однократного измерения при доверительной вероятности Р = 0,9 (k = 0,95).

229. Мостом постоянного тока Р349 проводились прямые измерения сопротивления резисторов. Измерения проводились в нормальных условиях. Класс точности моста 0,01.

Были получены следующие результаты: 100,46; 100,36; 100,37; 100,50; 100,49; 100,38; 100,43; 100,39; 100,35; 100,42; 100,47; 100,44; 100,40; 100,47; 100,42 Ом.

Для устранения влияния соединений и контактов был проведен ряд измерений образцового сопротивления с номинальным значением 10 Ом (класса точности 0,001). Были получены результаты: 10,38; 10,43; 10,49; 10,39; 10,35; 10,41; 10,42; 10,44; 10,37; 10,36; 10,45; 10,40; 10,38; 10,39; 10,42Ом.

Требуется провести обработку результатов измерений. Найти результат измерения сопротивлений, доверительный интервал при доверительной вероятности Р = 0,95.

230. Цифровым вольтметром класса 0,5/0,2 проводились многократные измерения падения напряжения на резисторе 60 Ом на пределе 100 В. Были получены результаты 12 измерений: 70,23; 70,19; 70,22; 70,25; 70,21; 70,18; 70,24; 70,17; 70,26; 70,20; 70,25; 70,18В. Входное сопротивление вольтметра 1 МОм. Требуется провести обработку результатов измерений. Найти погрешность измерения напряжения при доверительной вероятности Р = 0,9.

231. Выполнено однократное измерение напряжения Uх на участке электрической цепи сопротивления 25 Ом. Для измерения напряжения использовался вольтметр класса точности 0,5 с номинальным значением 15 В. Условия измерения отличались от нормальных. Показание вольтметра UВ = 9 В, сопротивление вольтметра RВ = 1000 Ом. По паспортным данным было установление, что дополнительная температурная погрешность составляет 0,4 от основной погрешности, а погрешность от влияния магнитного поля 0,5 от основной погрешности. Определить суммарную погрешность измерения и записать результат в стандартной форме. Принять доверительную вероятность Р = 0,9 (k = 0,95).

232. Амперметром измерялся ток в цепи. Класс точности амперметра 1, его номинальное значение 0,5 А, собственное сопротивление RA = 0,1Ом. Сопротивление цепи Rц = 10 Ом, показание амперметра 0,453 А. Условия измерения были отличны от нормальных. Дополнительные погрешности от влияния температуры и магнитного поля составили по 0,5 части от значения основной погрешности амперметра. Определить суммарную абсолютную и относительную погрешности. Записать результат в стандартной форме. При решении задачи учесть, что систематическая погрешность, обусловленная сопротивлением амперметра, отличным от нуля рассчитывается по формуле Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Принять доверительную вероятность Р = 0,9 (k = 0,95).

233. Цифровым вольтметром класса точности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru на пределе измерения 10 В получено одиннадцать измерений падения напряжения на резисторе R = 100 Ом. Сопротивление вольтметра 0,5 МОм. Получен ряд наблюдения: 7,482; 7,480; 7,478; 7,450; 7,486; 7,490; 7,484; 7,320; 7,476; 7,488; 7,475 В. Распределение результатов считать нормальным. Выяснить, нет ли в ряду измерений промахов. Определить результат измерения и доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95.

234. Цифровым вольтметром класса точности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru на пределе измерения 100 В произведено одиннадцать измерений падения напряжения на резисторе сопротивлением (1000±50) Ом. Сопротивление вольтметра 0,5 МОм. Получен ряд наблюдения: 92,64; 92,50; 92,70; 92,65; 92,67; 90,31; 92,67; 92,37; 92,43; 92,68; 92,73; 92,68 В.

Распределение результатов подчиняется нормальному распределению. Выяснить, нет ли в ряду наблюдений промахов. Определить результат измерения и доверительный интервал при доверительной вероятности Р = 0,98.

235. Амперметром магнитоэлектрической системы с номинальным значением 5 А, класса точности 0,2 и собственным сопротивлением 0,5 Ом измеряется ток в цепи по схеме, приведенной на рис. 80. Сопротивление резистора R = 5±0,5 Ом. Измерения проводятся при температуре 300С. В паспортных данных для амперметра указано, что температурная погрешность прибора составляет 50% от основной погрешности на каждые 100С отклонения от нормальной температуры. Получен ряд наблюдений: 3,91; 3,93; 3,92; 3,95; 3,90; 3,89; 3,98; 3,53; 3,87; 3,96 А. Распределение результатов подчиняется распределению Стьюдента. Выяснить, нет ли в ряду наблюдений промахов. Определить результат измерения и доверительный интервал при доверительной вероятности Р = 0,95.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

236. Активная энергия в цепи переменного тока измерялась косвенным методом с помощью амперметра, вольтметра, фазометра и хронометра. Номинальное значение амперметра 5 А, класс точности 1; номинальное значение вольтметра 250 В, класс точности 0,5. Погрешность хронометра ±10 сек в сутки. Класс точности фазометра 2,5. Измерение энергии производилось в течение 30 сек. Показание амперметра 4 А, показание вольтметра 220 В, показание фазометра 0,9. Определить результат измерения и доверительный интервал результата при доверительной вероятности Р = 0,9.

237. Электромагнитным вольтметром класса точности 0,5 и номинальным значение 30 В измерялось падение напряжения на резисторе 300 Ом. Сопротивление вольтметра 10 кОм. Измерения проводились при температуре 300С и влиянии магнитного поля напряженностью Н = 400 А/м. Из паспортных данных вольтметра известно, что температурная погрешность вольтметра равна 25% от основной, а магнитная погрешность 0,75% от основной погрешности. Получен ряд наблюдений: 25,37; 25,21; 25,39; 24,43; 25,32; 25,44; 25,49; 24,23 В. Распределение результатов подчиняется распределению Стьюдента. Выяснить, нет ли в ряду наблюдений промахов. Определить результат измерения и доверительный интервал при доверительной вероятности Р = 0,9.

Решение:

а) Находим среднее арифметическое результатов:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

б) Определим остаточные суммы Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru :

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

в) Определим сумму остаточных сумм: Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В. Это довольно большая величина, свидетельствующая о возможности промаха. Подозрительным является результат 24,23 В.

г) Найдем сумму квадратов остаточных сумм Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

д) Определим оценку среднего квадратического отклонения среднего арифметического ряда наблюдений:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

е) Для анализа ряда измерений на наличие промаха воспользуемся статистическим критерием:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

если Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , то результат Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru является промахом.

Для нашего ряда

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Т.к. подозрительным результатом является Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В, то

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Берем V10 по абсолютной величине, т.е. равным Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и обращаемся к таблице 2 Приложения. При n = 8 и всех значениях доверительной вероятности Р

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

поэтому U10 отбрасывается, как грубая погрешность или промах.

ж) В этот ряд нужно ввести поправку, обусловленную конечным сопротивлением вольтметра. Относительная погрешность измерения напряжения (методическая погрешность) для этого случая равная:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , откуда Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ,

где R – сопротивление участка, Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - сопротивление вольтметра. Поправка Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Получим значения поправок для каждого наблюдения и результаты наблюдений Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

С учетом поправок ряд наблюдений примет вид: 26,11; 25,94; 26,13; 26,17; 25,96; 26,18; 26,25.

з) Определим для этого исправленного ряда среднее арифметическое

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Остаточные суммы равны Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

и) Поскольку ряд наблюдений подчиняется распределению Стьюдента, то вводим коэффициент t для вычисления величины доверительного интервала. Вероятность выбираем равной заданной, т.е. Р = 0,95.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Этот доверительный интервал ± Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru = 0,08 В обусловлен случайными погрешностями измерений.

к) Однако, следует учесть и систематические погрешности.

Приборная систематическая погрешность обусловлена основной погрешностью вольтметра и определяется через класс точности прибора

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Температурная систематическая погрешность обусловлена отклонением температурных условий от нормальных и по условию задачи равна

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Магнитная систематическая погрешность по условию задачи равна

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

л) Суммарная неисключенная систематическая погрешность Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru может быть найдена геометрическим суммированием (при доверительной вероятности Р = 0,95)

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

м) Проверим соотношения Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru или Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Данное отношение 4,85 не соответствует ни одному из соотношений, приведенных выше. Поэтому нужно суммировать случайные и систематические погрешности по формулам

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Вычисляем:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Суммарная погрешность

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

С учетом округления результат запишется в виде

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

238. Электродинамическим вольтметром класса точности 0,5 и номинальным значением 15 В измеряется ЭДС источника с внутренним сопротивлением Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Сопротивление вольтметра 1500 кОм. Измерения проводились при температуре 250С и воздействии магнитного поля свыше 400 А/м. Из паспортных данных прибора известно, что температурная погрешность вольтметра равна 20%, а магнитная погрешность 35% от основной погрешности. Получен ряд наблюдений: 11,95; 11,98; 12,05; 12,10; 12,15; 11,85; 12,07; 11,89; 12,00; 11,50 В.

Следует считать, что ряд наблюдений подчиняется распределению Стьюдента. Проверить, нет ли в ряду наблюдений промахов. Найти результат измерений и доверительный интервал результата при доверительной вероятности Р = 0,95.

239. При измерении тока среднее квадратическое отклонение составило 0,2% ( Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ).

Определить вероятность того, что случайная погрешность измерения будет лежать в пределах доверительного интервала Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Решение:

Границы доверительного интервала Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Для Z = 2,5 Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru (определяется по таблице 3 Приложения). Таким образом, вероятность этого события Р = 0,9876. Уровень значимости: 1 - Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; 1- 0,9876 = 0,0124 = 1,24%.

240. При измерении тока в цепи получен ряд результатов при постоянной нагрузке и напряжении: 12,992; 12,995; 12,997; 12,999; 12,00; 12,001; 12,003; 12,005; 12,007; 12,121 А.

Подозрительным является результат Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Определить, является ли он промахом?

Решение:

Среднее значение тока Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru в цепи равно

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Оценка среднего квадратического отклонения результатов ряда

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

При n = 10 и всех значениях доверительной вероятности Рдов как следует из таблицы 2 Приложения Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Поэтому Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru отбрасывается, как грубая погрешность (промах) и ряд подвергается новой обработке при n = 9.

241. При измерении электрической мощности при постоянной нагрузке среднее квадратическое отклонение результатов Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru составило 0,5%.

Определить вероятность и уровень значимости того, что случайная погрешность измерения мощности будет лежать в пределах интервала Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

242. При измерении падения напряжения на сопротивлении R были получены результаты: 6,53; 6,58; 6,49; 6,26: 6,60; 6,59; 6,19; 6,65; 6,71; 6,68 В.

Определить, если в этом ряду измерений промах?

243. Сопротивление в цепи постоянного тока измеряется методом амперметра и вольтметра. Температура измерения 250С. Используются приборы МЭ системы. Показания амперметра: 1,68; 1,66; 1,63; 1,62; 1,64; 1,67; 1,68; 1,63; 1,65 А. Номинальное значение амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; класс точности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Показания вольтметра: 21,1; 21,2; 20,8; 20,9; 21,3; 21,5; 21,4; 20,7; 20,5 В. Номинальное значение Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В, класс точности Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Сопротивление рамки амперметра, намотанной медным проводом 50 Ом; сопротивление добавочного резистора в комбинированном шунте амперметра 500 Ом; сопротивление шунта » 0,6 Ом. Температурной погрешностью вольтметра можно пренебречь. Влияние магнитного поля на измерения ничтожно мало. Считать, что данные рядов измерений подчиняются распределению Стьюдента.

Определить результат измерения сопротивления и его погрешность при доверительной вероятности Р = 0,95. Коэффициент Стьюдента Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Схема измерения, рис. 81.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Решение:

Определим случайную погрешность результата.

Ее можно определить, исходя из формулы Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , где Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - оценка среднего квадратического отклонения среднего арифметического значения результатов; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - коэффициент Стьюдента.

Поскольку измерения косвенные Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , то для расчета Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru воспользуемся формулой

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Для нахождения Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - оценок средних квадратических отклонений средних арифметических показаний приборов найдем:

1) Средние арифметические значения показаний приборов

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

2) Определим среднее значение Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru :

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

3) Найдем остаточные суммы рядов измерений Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , получим:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и т.д.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

4) Определим Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru по формулам

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

5) Найдем

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Случайная составляющая результирующей погрешности измерений будет равна

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

здесь t = 2,26 коэффициент Стьюдента, найденный по таблице 1 Приложения для n = 9 и Р = 0,95.

Найдем суммарную систематическую погрешность и введем поправки.

Согласно схеме измерений результат Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru завышен на величину сопротивления амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru = 0,6 Ом, т.е. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru = 12,77- 0,6 = 12,17 Ом.

Таким образом, поправка введена.

Систематические погрешности обусловлены классами точности приборов (т.е. основными погрешностями приборов) и влиянием температуры на показание амперметра. Остальными погрешностями можно пренебречь по условию задачи.

Температурная погрешность амперметра

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

где Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - сопротивление рамки амперметра; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru = 250 – 200 = 50 – отклонение температуры от нормальной; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - величина добавочного сопротивления в комбинированном шунте; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - температурный коэффициент сопротивления медной проволоки, из которой намотана рамка амперметра, Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ;

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Погрешность, обусловленная классами точности приборов (основная), может быть вычислена из соотношения

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

где Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru - классы точности амперметра и вольтметра; Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru и Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru их номинальные значения.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Суммарная неисключенная относительная систематическая погрешность измерений будет равна (с вероятностью Р = 0,95)

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Абсолютная систематическая неисключенная погрешность Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru будет иметь значение

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Найдем отношение абсолютных неисключенной систематической и случайной погрешностей:

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Так как это отношение меньше чем 0,8, то за величину погрешности результата можно принять значение Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru , т.е. Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом. Результат измерения запишется в виде

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

244. Сопротивление в цепи измеряется методом амперметра и вольтметра при температуре 250С. Остальные условия нормальные. Показания вольтметра:

21,5 21,7 22,4 22,5 23,3 21,9 21,8 22,2 22,1

Номинальное значение вольтметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В, класс точности 0,5, сопротивление вольтметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом.

Показания амперметра:

1,65 1,63 1,68 1,67 1,64 1,62 1,63 1,66 1,68

Номинальное значение амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ,5 А, класс точности 0,5. Сопротивление рамки амперметра 50 Ом, сопротивление добавочного резистора Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом.

Определить результат измерения сопротивления и его погрешность при доверительной вероятности Р = 0,95. Коэффициент Стьюдента принять равным Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru . Распределение результатов подчиняется распределению Стьюдента.

Схема измерения, рис. 82.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Рис. 82.

245. Мощность в цепи измеряется методом амперметра и вольтметра в нормальных условиях. Показания вольтметра:

28,7 29,4 29,5 29,3 28,9 28,8 29,2 29,2 29,1 28,5

Номинальное значение вольтметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В, класс точности 1,5.

Показания амперметра:

0,62 0,63 0,66 0,68 0,65 0,63 0,68 0,67 0,64 0,64

Номинальное значение амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru А, класс точности 2,5, сопротивление амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом.

Определить мощность, выделяющуюся на сопротивлении rx и погрешность ее измерения при доверительной вероятности Р = 0,95. Коэффициент Стьюдента принять равным Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Схема измерения, рис. 83

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Рис. 83.

246. Мощность в цепи измеряется методом амперметра и вольтметра в нормальных условиях. Показания вольтметра:

38,7 39,4 39,5 39,3 38,9 38,8 39,2 39,3 39,1 38,5

Номинальное значение вольтметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru В, класс точности 1, сопротивление вольтметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru Ом.

Показания амперметра:

0,64 0,67 0,68 0,63 0,65 0,62 0,63 0,62 0,66 0,68

Номинальное значение амперметра Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru ,5 А, класс точности 1,5.

Определить мощность, выделяющуюся на сопротивлении rx и погрешность ее измерения при доверительной вероятности Р = 0,95. Коэффициент Стьюдента принять равным Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru .

Схема измерения, рис. 84.

Применив же геометрическое суммирование по формуле, получим - student2.ru

Рис. 84.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1.

Значения коэффициента Стьюдента t

n Р
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 0,98 0,99 0,995 0,999
1,000 1,376 1,963 3,08 6,31 12,71 31,8 62,7 127,3 637,2
0,816 1,061 1,336 1,886 2,92 4,30 6,96 9,92 14,1 31,6
0,765 0,978 1,250 1,638 2,35 3,18 4,54 5,84 7,5 2,94
0,741 0,941 1,190 1,533 2,13 2,77 3,75 4,60 5,6 8,61
0,727 0,920 1,156 1,476 2,02 2,57 3,36 4,03 4,77 6,86
0,718 0,906 1,143 1,440 1,943 2,45 3,14 3,71 4,32 5,96
0,711 0,896 1,119 1,415 <

Наши рекомендации