III. Порядок выполнения работы

1. Провести многократные измерения (по заданию преподавателя) с помощью средств измерений разной точности.

2. Сравнить средние значения полученных выборок по критерию Стьюдента. Сделать вывод.

3. Провести обработку неравноточных результатов измерений, результаты измерений и расчетов свести в таблицу 4.1.

4. Сделать выводы по работе.

Таблица 4.1 – Результаты расчетов

Результаты измерений Х	Результаты измерений Y
средство измерений	средство измерений
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Среднее значение	Среднее значение
СКО	СКО
Веса РХ	Веса РY
Значение среднего взвешенного
Граница доверительного интервала

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

IV. Контрольные вопросы

1. Какие ряды измерений называется неравноточными.

2. Что является действительным значением при обработке неравноточных рядов измерений.

3. Что характеризует вес и весовой коэффициент при обработке неравноточных рядов измерений?

4. По какому критерию проводится сравнение средних для двух выборок результатов измерений.

5. В каких случаях возникает необходимость в обработке неравноточных рядов измерений?

Работу принял преподаватель ­­­__________________________________________________

Лабораторная работа № 5 Определение метрологических характеристик средств измерений

I. Цель работы

Научится определять и рассчитывать метрологические характеристики средств измерений.

2. Введение

Классификация средств измерений.

Меры - средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения физических величин заданного размера.

Измерительные преобразователи - средства измерений, служащие для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи дальнейшего преобразования обработки и хранения, но неподдающегося непосредственному восприятию наблюдателем.

Измерительные приборы - средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме удобной для восприятия наблюдателем.

Для измерения какой либо величины или одновременно нескольких величин иногда бывает недостаточно одного измерительного прибора. В этих случаях создают целые комплексы расположенных в одном месте и функционально объеденных друг с другом средств измерений, предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для преобразования и непосредственного восприятия наблюдателем. Подобные комплексы называются измерительными установками.

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими своего функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияния на результаты и на погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками. Перечень важнейших из них регламентируется ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормирование и использование метрологических характеристик средств измерений». Комплекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается таким образом, чтобы с их помощью можно было установить погрешность измерений приборов или автоматических измерительных систем в известных рабочих условиях эксплуатации.

Важнейшей метрологической характеристикой средств измерений является погрешность. Под абсолютной погрешностью измерительного прибора понимают разность между его показанием Х_п и действительным значением Х_д измеряемой величины:

 = Х_п – Х_д . (1)

Однако в большей степени точность измерительного прибора характеризуется относительной погрешностью, т. е. выраженным в процентах отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

 = %. (2)

В формулу вместо действительного значения часто может быть подставлено номинальное значение меры или показание измерительного прибора. Если диапазон измерения прибора охватывает и нулевое значение измеряемой величины, то относительная погрешность обращается в бесконечность в соответствующей ему точке шкалы. В этом случае пользуются понятием приведённой погрешности, равной отношению абсолютной погрешности прибора к некоторому нормирующему значению :

 = 100 % . (3)

В качестве нормирующего значения может быть взят, например, диапазон измерений, верхний предел измерений, длина шкалы и т.д.

Важной характеристикой средств измерений является стабильность – качество, которое отражает неизменность во времени их метрологических свойств. Она определяется, главным образом, вариацией в показаниях прибора.

Вариацией называется наибольшая полученная экспериментально разность между многократными показаниями прибора, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при неизменных внешних условиях. Причиной вариации являются трение и мёртвый ход подвижных частей прибора, неполная упругость пружин и других деталей, подверженных действию сил, изменяющих их форму или размеры, а также совместное действие всех этих факторов.

Важной характеристикой любого средства измерения, определяющей в первую очередь его пригодность для тех целей, для которых оно предназначено, являются пределы измерения, то есть наименьшее и наибольшее значения величины, которые могут быть измерены данным средством измерения.

Нижний и верхний пределы измерения ограничивают диапазон измерения. Под диапазоном понимается область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерения.

Согласно ГОСТ 8.401-80 класс точности средств измерения - это обобщённая характеристика, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности характеризуют свойства приборов, но не являются непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с их помощью.

В зависимости от класса точности, стандарт устанавливает различные пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей средств измерений в виде абсолютных, приведённых или относительных погрешностей (см. таблицу 5.1).

Под основной погрешностью понимают погрешность, свойственную средству измерений в нормальных условиях его применения. Наибольшая основная погрешность средств измерений, при которой они по техническим требованиям могут быть признаны годными и допущены к применению, называется пределом допускаемой основной погрешностей.

ГОСТ 8.401–80 вводит также понятие дополнительной погрешности средства измерения, под которой понимается изменение действительного значения меры, показаний прибора или сигнала на выходе преобразователя, возникающее при отклонении одной из влияющих величин за пределы, установленные для нормального значения или нормальной области значений. При этом наибольшая дополнительная погрешность, вызванная изменениями влияющей величины в пределах расширенной области, при которой средство измерений может быть признано годным и допущено к применению, называется пределом допускаемой дополнительной погрешности.

Таблица 5.1 - Примеры обозначения классов точности средств измерений

Форма выражения погрешности	Пределы допускаемой основной погрешности	Пределы допускаемой основной погрешности,%	Обозначение класса точности
			в документации	на средстве измерений
Приведенная	Если в едини- цах измеряемой величины		Класс точности 1,5	1,5
Относительная		0,5		0,5
	Xк- конечное значение диапазона измерения		Класс точности 0,02/0,01	0,02/0,01
Абсолютная			Класс точности М	М