Пояснения к работе. Выполнение прямых и косвенных однократных измерений напряжения

Лабораторная работа № 1.1.

Выполнение прямых и косвенных однократных измерений напряжения

Цель работы: приобретение навыков планирования и выполнения прямых и косвенных однократных измерений напряжения. Получение навыков по выбору средств измерений, обработке и представлению результатов измерений.

Задание для домашней подготовки

Используя рекомендованную литературу, изучите следующие вопросы:

- основные понятия метрологии;

- классификация и характеристики измерений;

- классификация и характеристики средств измерений;

- способы получения и представления результатов однократных измерений;

- принцип действия, устройство и характеристики средств измерений, используемых при выполнении настоящей работы.

Пояснения к работе

Подавляющее большинство выполняемых на практике измерений являются однократными. Выбор подходящего средства измерений основывается на известной информации о свойствах и примерном значении измеряемой величины, а также на требованиях к точности измерения.

За результат однократного измерения принимают показания средства измерений. Результирующая погрешность однократного измерения в общем случае зависит от инструментальной и методической составляющих погрешности. На практике измерения всегда стремятся организовать так, чтобы результирующая погрешность определялась главным образом инструментальной составляющей. В таком случае погрешность измерения оценивают исходя из класса точности выбранного средства измерений.

Если условия измерений (температура окружающего воздуха, напряжение питания и другие факторы) отличаются от нормальных, в инструментальной составляющей погрешности учитывают также дополнительные погрешности, обусловленные отклонением условий измерений от нормальных значений. При выполнении данной работы предполагается, что измерения проводятся в нормальных условиях, а методическая погрешность пренебрежимо мала.

Погрешность косвенных измерений определяется на основании погрешностей результатов прямых измерений. Рассмотрим несколько частных случаев.

1. Искомая величина Z определяется по формуле Z = X ± Y, где величины X и Y измерены с абсолютными погрешностями ΔX и ΔY. В этом случае предел абсолютной погрешности измерения величины Z равен

ΔZ = ΔX + ΔY.

2. Искомая величина Z определяется зависимостями Z = X·Y или Z = X/Y, где величины X и Y измерены с абсолютными погрешностями ΔX и ΔY. В этом случае предел относительной погрешности измерения величины Z равен

3. Искомая величина Z связана c величинами X и Y зависимостью Z = F(X, Y). Величины X и Y измерены с абсолютными погрешностями ΔX и ΔY.

В этом случае для оценки предела абсолютной погрешности измерения величины Z используется выражение

Предыдущие формулы для погрешностей следуют из последнего, более общего, соотношения.

Использование этих правил позволяет получить удовлетворительную оценку предельной погрешности результата косвенного измерения в случае, когда число аргументов в функциональной зависимости не превышает четырех-пяти. Описанные способы оценки предельной погрешности косвенных измерений могут дать завышенную оценку значения результирующей погрешности.