Назначение и цели измерительного эксперимента, характеристика этапов проведения. Понятие и формулы расчёта относительной, приведенной, систематической, случайной погрешности, грубой ошибки. Обработка результатов прямых, косвенных и совокупных измерений.
Аннотация к работе
Целью измерения является получение количественной информации о величине исследуемого объекта, под которым понимаются реально существующие объекты (детали, процессы, поля, явления и т.д.), а также взаимодействия между ними. Измерение может производиться как в познавательных (изучение элементарных частиц, организма человека и т.д.), так и в прикладных (управление конкретным технологическим процессом, контроль качества продукции) задачах. Важной составной частью большинства научно-исследовательских работ являются измерения, позволяющие установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений.Должна использоваться имеющаяся информация о статистических характеристиках объекта измерения. В случае, если возникает сомнение в адекватности выбранной модели, то следует провести предварительно дополнительные измерения и уточнить модель либо выбрать средство измерения, не реагирующее на отклонения одного или нескольких неинформативных параметров объекта измерения. Выбор того или другого из них определяется целью, задачами и условиями измерений. Проработка этого вопроса должна вестись с учетом поставленной цели измерений при ряде ограничений, связанных с техническими возможностями, материальными и временными затратами и пр. Важным этапом подготовки из мерительного эксперимента является разработка методики проведения эксперимента, под которой понимается совокупность действий с использованием различных способов и средств, обеспечивающих измерения с необходимой точностью.Опыт показывает, что вследствие неточности измерительных приборов, несовершенства органов чувств, неполноты наших знаний, трудности учета всех побочных явлений, при многократном повторении одного и того же измерения получаются разные числовые значения изучаемой физической величины. Так бывает, даже если измерения производить в совершенно одинаковых условиях (равноточные измерения). При практическом использовании результатов тех или иных измерений возникает вопрос об истинном значении изучаемой физической величины, о точности измерения. Для количественной оценки используется понятие «погрешность (ошибка) измерений». Систематические погрешности (ошибки) - это погрешности, которые сохраняют величину и знак от опыта к опыту, при равноточных измерениях.При прямых измерениях искомое значение величины находят непосредственно путем наблюдений (например, измерение длины линейкой, силы тока - амперметром, массы - пружинными весами). При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, определенными в прямых измерениях (например: определение площади прямоугольника по длине его сторон, силы тока - по напряжению и сопротивлению электрической цепи и т. п.).В результате прямых многократных измерений получаем n значений измеряемой величины: x1, x2,x3,…, xn Находим среднее (наиболее вероятное) значение искомой величины по формуле Определяем оценку среднеквадратического отклонения результата из n измерений по формуле Величина этой погрешности определяется классом точности или указывается в паспорте прибора как предельная погрешность, т. е. для доверительной вероятности ?=0,997?1.При косвенных измерениях физическая величина определяется функциональной зависимостью z=f(x1, x2, x3, …, xn), где x1, x2, x3, xn - непосредственно измеряемые величины или же величины. Обработка результатов косвенных измерений проводится в следующей последовательности: 1. Погрешности и определяются из прямых измерений или же, как инструментальная погрешность прибора при доверительной вероятности ?=0,95. Определение погрешности величины zcp можно выполнить одним из двух способов. Вначале определяется абсолютная погрешность по формуле где - абсолютная погрешность величины xi.Совокупными называются проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых их искомые значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Совместными называются проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для установления зависимости между ними.В основе любого измерительного процесса, независимо от объекта измерения, измеряемой физической величины, принципа измерения, способа обработки информации, лежат одни и те же закономерности. Точное описание измерительный процедур опирается на определение цели и особенностей измерений.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Этапы проведения измерений
2. Классификация погрешностей
3. Обработка результатов измерений
3.1 Обработка результатов прямых измерений
3.2 Обработка результатов косвенных измерений
3.3 Обработка результатов совокупных измерений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Вывод
В основе любого измерительного процесса, независимо от объекта измерения, измеряемой физической величины, принципа измерения, способа обработки информации, лежат одни и те же закономерности. Точное описание измерительный процедур опирается на определение цели и особенностей измерений. Это выражается в алгоритмизации измерений, когда содержательное описание процедур и результатов заменяется формализованным.
Любое современное производство должно быть оснащено измерительными средствами, позволяющими осуществлять точный и объективный контроль технологического процесса. От этого зависят уровень качества продукции и производительность. В автоматизированном производстве своевременное получение необходимой достоверной измерительной информации является одним из важнейших условий качественного управления оборудованием. С другой стороны, развитие и совершенствование технологических процессов в области получения новых материалов и элементов создают возможности для совершенствования и создания принципиально новых средств измерительной техники.
Список литературы
1. Сергеев А.Г. Метрология: Учебник. - М.: Логос, 2005. - 272 с ил. - ISBN 5-94010-374-Х
2. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1972, 312 с.
3. Горбоконенко, В. Д. Метрология в вопросах и ответах [Текст] / В. Д. Горбоконенко, В. Е. Шикина. -Ульяновск: УЛГТУ, 2005. - 196 с., - ISBN 5 - 89146 - 530 - 0
4. Кунце Х.-И. Методы физических измерений [Текст]: Пер. с нем.- М.: Мир, 1989. -216 с, ил. - ISBN 5-03-001018-1
5. Курепин В.В., Баранов И.В. Обработка экспериментальных данных [Текст]: Метод. указания к лабораторным работам для студентов 1, 2 и 3-го курсов всех спец./ Под ред. В.А. Самолетова. - СПБ.: СПБГУНИПТ, 2003. - 57 с.
6. Кравченко Н.С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме: учебное пособие [Текст] /Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 88 с.