 |
Основные правила измерений
|
|
|
|
Об основных подходах к выбору средств измерений уже говорилось выше. К сказанному следует добавить следующее. Измерительные приборы выбираются на основании их технических характеристик в соответствии с измеряемой величиной, заданной точностью и диапазоном частот. Приборы должны оказывать малое влияние на работу исследуемых устройств. Наиболее часто значительные ошибки возникают из-за неправильного подбора приборов. Приборы должны быть исправны, поверены. Запрещается применение для измерений приборов с истекшим сроком поверки.
Составление схемы измерительной установки
При составлении схемы измерительной установки необходимо учитывать следующее:
· все приборы должны устанавливаться в правильное и устойчивое положение;
· соединительные провода должны иметь надежные контакты и хорошую изоляцию;
· приборы следует располагать так, чтобы удобно было производить отсчеты и манипулировать их органами настройки и управления;
· шкалы должны хорошо освещаться, должны быть приняты меры к устранению параллакса;
·при работе с высоковольтными установками необходимо установить ограждение;
·проводники должны быть как можно короче;
·располагать приборы следует так, чтобы исключить или свести к минимуму их влияние друг на друга.
Порядок проведения эксперимента
Необходимо заранее наметить порядок манипуляций и снятия отсчетов и строго его придерживаться во время измерений. Беспорядочные наблюдения имеют малую ценность. Излишняя торопливость также вредит делу. Следует избегать перерыва начатой серии наблюдений, особенно когда от их регулярности зависит исключение систематической погрешности. Если возникли сомнения в правильности полученных результатов, измерения необходимо произвести несколько раз.
|
|
|
Оформление результатов эксперимента
Достоверность измерений во многом зависит от качества ведения протокола. В протоколе должно быть отмечено следующее:
· род измерений и применяемый метод;
· время измерений;
· наименование и номера приборов;
· результаты эксперимента.
Отсчеты со шкал следует записывать в виде соответствующих таблиц и в
такой форме, в какой они получены в процессе измерений. В протоколах должны быть отмечены все обстоятельства, которые могут оказать влияние на точность измерений.
Окончательные вычисления не следует накапливать или откладывать на долгий срок. Полезно часть их производить в процессе измерений. Бессистемные вычисления и измерения часто приводят к ошибкам результата, что затрудняет определение характера изменения изучаемого процесса, определение точности проведенных измерений и т.д.
В конечном счете качество измерений зависит от опыта экспериментатора, однако правила могут предохранить от грубых ошибок.
13 ПРАВИЛА ОКРУГЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ПОГРЕШНОСТИ И РЕЗУЛЬТАТА НАБЛЮДЕНИЙ
Исходными данными для расчета являются нормируемые значения погрешности средства измерения, которые указываются всего с одной или двумя значащими цифрами. Следовательно, в окончательном значении рассчитанной погрешности должны быть оставлены одна-две значащие цифры. Например, если число 1,2 округляется до одной значащей цифры, то отбрасывание второго знака приводит к ошибке порядка 30-50%. И наоборот, если число 0,94 округлить до 0,9, то получается дезинформация, так как исходные данные не обеспечивают такой точности. В связи с этим приняты следующие правила округления значений:
1) погрешность результата измерения указывается двумя значащими цифрами, если первая из них равна 1 или 2, и одной, если 3 и более;
|
|
|
2) результат измерения округляется до того же десятичного разряда, которым оканчивается округленное значение погрешности;
3) округление производится лишь в конечном ответе, а все предварительные вычисления проводятся с одним-двумя лишними знаками.
Недостатком этих правил является тот факт, что относительная погрешность от округления изменяется скачком при переходе, например, от числа 0,29 [(0,30-0,29)/0,30=3 %] к числу 0,3 [(0,4-0,3)/0,3=30 %]. Следовательно, для устранения скачка относительной погрешности предлагается каждую декаду возможных значений округляемой погрешности делить на три части: от 0,1 до 0,2; от 0,2 до 0,5 и от 0,5 до 1,0 - и в каждой использовать свой шаг округления: 0,02; 0,05 и 0,1. Тогда ряд разрешенных к употреблению округленных значений погрешности получает вид 0,10-0,12-0,14-0,16-0,18-0,20-0,25-0,30-0,35-0,40-0,45-0,5-0,6-0,7-0,8-0,9-1,0. Преимущество этого способа округления состоит в том, что погрешность от округления на границах участков изменяется лишь от 5 до 10 %. Следовательно, последние цифры результат должны соответствовать приведенному ряду.
14 ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ
14.1 Выбор размера графика
Нетрудно видеть, что определенному классу точности прибора соответствует определенный размер графика. Например, если прибор имеет класс точности 1,0, то наибольшая погрешность прибора составляет не более 0,01 от предела измерения. Следовательно, размер графика должен быть не более 2x100/1,0= 200 мм (или, в крайнем случае, 160 мм).
Если же прибор имеет класс точности 2,5, то желательный размер графика будет 2x100/2,5=80 мм (но не менее 64 мм).
Если прибор имеет класс точности 0,5, то график должен иметь следующий размер: 2x100/0,5=400 мм (не менее 320 мм).
Выбор формы графика
Если график имеет большой размер, то пользоваться им неудобно. Если же уменьшить размер графика, то будет вноситься дополнительная погрешность. В данном случае рациональным будет график с перенесенным масштабом (рисунок 14.1), когда сетка переносится с осей непосредственно на график. Этим достигаются определенная компактность и удобство использования без внесения дополнительной погрешности.
 |
3,0 3,0
2,0
1,5
5 1,0 30
1,0 20
 | |  |  |
|
|
|
Рисунок 14.1
Для многопредельных приборов строят несколько кривых в разных масштабах.
Для приборов с высоким классом точности (0,01 и выше) существует два способа обеспечения удобства пользования не в ущерб точности. Первый - это замена графика числовой таблицей. Промежуточные значения величин при этом находят с помощью интерполяции.
Второй - это разбиение кривой на несколько отрезков и расположение их в одном месте (рисунок 14.2). Значения величин на концах каждого отрезка определяются на основании сверки с эталоном.
210 310
200 300
200 210 310
100 200 300
ЛИТЕРАТУРА
1 Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения: Учебник для вузов. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 320 с.
2 Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. - М.: Постмаркет, 2000. - 350 с.
3 Мирский Г.Я. Электронные измерения. Издание 4-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 184 с.
4 Архипенко А.Г., Белошицкий А.П., Ляльков СВ. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие. В 3 ч. 4.1. - Мн.: БГУИР, 1997.
5 Кузнецов В.А., Паньков А.Н., Подольский О.А. и др. Основы эксплуатации средств измерений. - М.: Радио и связь,.1984. - 184 с.
6 Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
|
|
|
