Оформлення звітів по лабораторним (практичним) роботам

По кожній виконаній роботі студенти складають звіт. Заголовний лист звіту слід виконати за встановленою формою. У звіті наводяться наступні відомості:

1. Назва лабораторної роботи.

2. Мета роботи.

3. Необхідне обладнання: перелік апаратури та приладів, що використовуються в роботі, з їх технічними характеристиками (найменування, тип, система, номінальне значення напруги і струму, клас точності та ін.).

4. Принципова електрична схема досліджуваного кола. Усі схеми кресляться з дотриманням умовних графічних позначень, встановлених стандартами.

5. Порядок виконання роботи з таблицями результатів вимірювань та обчислень.

6. Графічні побудови. Графіки та векторні діаграми будуються за даними вимірювань і обчислень у масштабі в прямокутній системі координат. На вісях координат повинні бути вказані позначки, розмірність та числові значення величини.

Якщо декілька змінних є функцією будь-якої однієї змінної і ці змінні необхідно зобразити графічно, то усі криві слід креслити на одній діаграмі.

При побудові кривої за дослідними даними спочатку наносять точки, а потім проводять пряму або плавну криву, яка характеризує загальну закономірність зміни досліджуваної величини.

7. У звіті необхідно навести основні розрахункові формули, підставити в них експериментальні дані і дати кінцевий результат обчислень.

У кінці звіту необхідно навести основні висновки, що випливають із виконаної роботи, які повинні представляти собою самостійний аналіз проведеного експерименту.

Практична робота №1

Тема: Обробка результатів спостережень при вимірюваннях.

Мета: Навчитися виконувати обробку результатів спостережень при вимірюваннях .

Обладнання: 1. Інструкція. 2. Калькулятор.

Студенти повинні знати:

• визначення основних похибок;

• формули для розрахунку основних похибок;

• порядок розрахунку істинного значення.

Студенти повинні вміти:

• визначати середнє арифметичне значення даних спостережень;

• визначати відхилення результатів спостережень;

• визначати довірчі межі відхилення результатів спостережень;

• визначати результат істинного значення вимірюваної величини.

План роботи

1. Ознайомлення із завданням.

2. Самостійне виконання завдання.

3. Оформлення звіту і захист його у викладача.

Методичні вказівки до виконання

Прямими називаються вимірювання, в результаті яких встановлюють безпосередньо шукане значення величини.

Результати спостережень Xl, Х2, Хп, одержані за прямими вимірюваннями фізичної величини Q, називаються рівнорозсіяними, якщо вони є незалежними, однаково розподіленими випадковими величинами. Рівнорозсіяні результати одержують при вимірюваннях, які проводяться одним або групою експериментаторів за допомогою однакових технічних засобів вимірювання та у незмінному зовнішньому середовищі.

Результати опрацьовуються по-різному, залежно від того, мало (п < 40) чи багато (п ≥ 40) проведено спостережень.

При малій кількості результатів обробка їх проводиться у такій послідовності.

1. Визначається точкова оцінка істинного значення вимірюваної величини — середнє арифметичне значення результатів спостережень:

(1)

2. Обчислюються випадкові відхилення результатів спостережень та їх квадрати:

(2)

3. Визначається середнє квадратичне відхилення результатів спостережень:

(3)

4. Перевіряється нормальність розподілу результатів спостережень.

5. Визначається наявність грубих похибок, які відповідають відношенню δ ≥ 3σ. Результати з грубими помилками опускають і проводять обчислення для меншого числа спостережень з попередньою послідовністю.

6. Встановивши значення довірчої ймовірності залежно від точності вимірювань, визначається значення ймовірності випадкової похибки:

(4)

7. Результат істинного значення записується у такому вигляді:

Q = mx± δйм; при Р = 0,9—0,9973,

або

(5)

Приклад. Визначити істинне значення виміряної температури в апараті за низкою результатів спостережень (табл. 1) при заданій ймовірності р = 0,95.

Таблиця 1

Ms	t °С		δ °С		δ2t
1	123,5		+0,09 +0,05		0,0081 0,0025
2	123,8		+0,39 +0,35		0,1521 0,1225
3	123,6		+0,19 +0,15		0,0361 0,0225
4	123,7		+0,29 +0,25		0,0841 0,0625
5	123,9		+0,49 +0,45		0,2401 0,2025
6	123,0		-0,41 -0,45		0,1681 0,2025
7	123,4		-0,01 -0,05		0,0001 0,0025
8	123,2		-0,21 -0,25		0,0441 0,0625
9	123,1		-0,31 -0,35		0,0961 0,1225
10	123,3		-0,11 -0,15		0,0121 0,0225
11	101,2		-22,21 —		493,284 —
12	145,2		+21,79 —		474,804 —
∑	п=12	п=10	п=12	п=10	п=12	п=10
	1480,9	1234,5	-0,12	0,0	968,92	0,825
mt	123,41 123,45				σt=8,9858 σt=0,3

1. Визначаємо точкову оцінку істинного значення вимірюваної величини, тобто середнє арифметичне даних спостережень (графа 2 табл. 1):

Одержане числове значення середнього арифметичного округляємо так, щоб випадкові відхилення не були більшими за дві-три значущі цифри при точних вимірюваннях. Отже, округляємо до значення t = 123,41 °С.

2. Визначаємо відхилення результатів спостережень (графа 3 табл. 1). їх сума дорівнює 0,12, хоча повинна дорівнювати нулю. Проте два останніх спостереження мають значні відхилення, тому перевіряємо їх щодо наявності грубих відхилень за відношенням δ ≥ 3σ.

3. Визначаємо середнє квадратичне відхилення результатів спостережень:

Згідно з правилом δ ≥ 3σ два останніх спостереження, відхилення яких наближаються до Зσ, відносяться до результатів з грубими похибками і їх можна опустити з ряду спостережень, залишивши в ньому перші 10 спостережень. Повторюємо обробку результатів для 10 спостережень.

2. Визначаємо відхилення результатів 10 спостережень:

Їх сума дорівнює 0. Значних відхилень результатів спостережень не виявлено.

3. Визначаємо середнє геометричне відхилення результатів спостережень:

4. Виходячи з довірчої ймовірності 0,95 при 10 спостереженнях, знаходимо значення коефіцієнта Стьюдента tp = 2,228.

5. Визначаємо довірчі межі відхилення вимірюваної величини:

6. Визначаємо результат істинного значення вимірюваної температури та довірчі межі:

Хід роботи

Завдання

1. Отримати завдання у викладача і виконати розрахунки.

2. Оформити звіт практичної роботи.

3. Захистити результати роботи.

Контрольні питання:

1. Класифікація похибок.

2. Як розрахувати абсолютну похибку?

3. Як розрахувати відносну похибку?

4. Як розрахувати зведену похибку?

5. Що називається класом точності приладу?

6. Як визначити ціну розподілу шкали?

Література:

1. А.М. Гуржій, Н.І. Поворознюк „Електричні і радіотехнічні вимірювання”

Київ, Навчальна книга, 2002. - 287 с. (с.33-47)

2. Под ред. В.Н. Маліновського „Электрические измерения”

Москва Энергоиздат, 1983. - 392 с. (с. 12-30)

ПРАКТИЧНА РОБОТА №2

Тема : Визначення умовних позначень на шкалах приладів.

Мета : Навчитися визначати вимоги умовних позначень на шкалах приладів.

Обладнання: 1. Амперметр. 2. Вольтметр. 3. Мультиметр.

Студенти повинні знати:

• основні позначення на шкалах приладів.

Студенти повинні вміти:

• читати основні позначення на шкалах приладів.

План роботи

1. Інструктаж з техніки безпеки.

2. Ознайомлення із завданням.

3. Самостійне виконання завдання.

4. Оформлення звіту і захист його у викладача.

Методичні вказівки до виконання

Технічний засіб, який застосовують у вимірах, і має нормовані метрологічні властивості, називається засобом вимірів.

По призначенню засобу вимірів ділять на зразкові і робочі.

Зразкові засоби вимірів забороняється застосовувати для практичних вимірів, вони призначені для перевірки по них інших засобів вимірів - як робочих, так і зразкових більш низької точності.

Робочі засоби вимірів є засоби, які застосовують для вимірів, не пов'язаних з передачею розмірів одиниць фізичних величин.

Бути впевненим у правильності показань робочого засобу вимірів можна, тільки повіривши його за допомогою більше точного зразкового засобу вимірів. Повірку засобів вимірювань, або знаходження похибок засобів вимірювань і встановлення його придатності до застосування виконують тільки органи метро­логічної служби, маючі відповідний дозвіл.

До засобів вимірів відносяться міри, вимірювальні прилади, перетворювачі, установки й системи, вимірювальні пристосування.

Міра є засіб вимірів, призначена для відтворення фізичної величини заданого розміру. Міра, відображаюча фізичну величину одного разміру, називається одно­значною, а відображаюча ряд одноіменних величин різного розміру — багатозначною. Приклади однозначної міри — нормаль­ний елемент (міра ЕРС), зразкова котушка (міра опору), а багатозначна — миліметрова лінійка, вариометр індуктивно­сті, конденсатор змінної ємності, магазин опорів.

Вимірювальний перетворювач - це засіб вимірів, призначений для відображення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручної для передачі, подальшого перетворення, обробки й (або) зберігання, але не піддається безпосередньому сприйняттю спостерігачем.

Перетворювачі по місцю, займаному у вимірювальному колі, діляться на первинні, передавальні й проміжні. На вхід первинного перетворювача діє безпосередньо вимірюєма величина, а проміжний займає у вимірювальному колі місце після первинного. Передаючий перетворювач служит для дистанційної передачі вимірювальної інформації і може бути в той же час первинним.

Для того щоб змінити в певне число раз значення однієї з величин, що діють у вимірювальному колі, без зміни її фізичної природи, використовують масштабні перетворювачі (вимірювальні трансформатори струму, підсилювачі).

При виборі приладу звертають увагу на межу вимірів, тобто найменше й найбільше значення вимірюваної величини, які можуть бути обмірювані даним приладом.

При виборі приладу варто враховувати умови, у яких працює засіб вимірів, тому що вони істотно впливають на його показання.

Відповідно ДСТУ 22261-82, до засобів вимірів пред’являються наступні основні вимоги.

Всі зовнішні частини засобів вимірів, що перебувають під напругою, що перевищує 32 В стосовно корпуса, повинні бути захищені від випадкових доторкань до них під час роботи, тобто мати клеми з ізоляційними головками, утоплені гнізда, захисні кожухи.

Засоби вимірів з електроживленням від мережі необхідно обладнати світловою індикацією включення мережного вимикача.

У колі живлення засобів вимірів повинен бути плавкий запобіжник.

У процесі експлуатації електровимірювальних приладів необхідно стежити за тим, щоб обслуговуючий персонал мав відповідну кваліфікаційну групу, був добре знайомий з «Правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів» й «Правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів».

Всі струмоведучі частини, що перебувають під напругою, повинні бути захищені, добре ізольовані, а якщо потрібно, то заземлені. Електровимірювальні прилади необхідно періодично повіряти на електричну міцність ізоляції і, якщо вона перестала відповідати нормам, на приладі наносять позначку у вигляді червоної стрілки.

При роботі з вимірювальними трансформаторами струму потрібно стежити за тим, щоб вторинна обмотка при включеній первинній не виявилася розімкнутої, тому що це пов'язане з появою великий ЕРС на затисках вторинної обмотки й зі значним перегрівом сердечника трансформатора, що погіршує ізоляцію.

При роботі з електровимірювальними приладами треба пам'ятати, що навіть знижена напруга 12-36В В може бути ненебезпечною. При нещасному випадку на електричній установці необхідно негайно почати надавати допомогу потерпілому, не припиняючи її до прибуття лікаря, навіть якщо це буде потрібно робити кілька годин.

Рисунок 2.1 Передня панель вимірювального приладу

Таблиця 2.1 Позначення на шкалах приладів

Продовження таблиці 2.1

Закінчення таблиці 2.1