Задание1

1. Измерить 10 сопротивлений, 16 раз керамический конденсатор и 10 раз микродроссель (индуктивность) и измеренную выборку проверить на наличие промахов, используя общий план расчёта.

2. Рассчитать математическое ожидание:

где R_i- текущее значение сопротивление; N- число измерений.

3. Рассчитать дисперсию

f(х) - плотность распределения.

4. Площадь под всеми кривыми равна 1.

5. Рассчитать доверительный интервал. Если распределение подчиняется нормальному закону, то принято считать, что 99,7 % всех возможных значений лежат в интервале от -+3σ до -3σ, такой интервал называется доверительным интервалом, а правило называется правилом «трех сигм»: (М-3 σ)/(М+3 σ).

Задание 2.(2.07.2014)

Измерить омметром выборку резисторов типа МЛТ и заполнить таблицу П2. По заданию преподавателя проверить данный полигон (массив) на наличие промахов.

Табл. П2 измерение резистора номинала 2,2 кОм прибором Ц4313 (02.07.2014)

2,3	2,16	2,13	2,21	2,27	2,10	2,12	2,19	2,26	2,18

Табл.п3 Измерение индуктивности номинал 80 мкГн прибором Е7-11 (03.07.2014)

Табл.п4 Измерение ёмкости керамического конденсатора номинала 360 пФ прибором Е12-1А. (03.07.2014)

Задание 3. (03.07.2014)

Измерить 10 раз микродроссель прибором Е7-11.Значение индуктивностей записать в таблицу п3, обнаружить и исключить из результата измерений “промах”.

Решение. Используя критерий Шовине, проверим не является ли четвёртое измерение “промахом”?

При небольшом количестве выборки микродросселей (до 10) рекомендован критерий Шовине, тогда среднее арифметическое равно 84мкГн, а среднее квадратическое отклонение (СКО) σ=7,57.

Следовательно, согласно критерию запишем

84-68=l16l=>l 2,0*7,57 l. Значит четвёртое измерение “промах”.

Если при производстве индуктивных микродросселей или керамических конденсаторов был нарушен технологический процесс изготовления, то разброс параметров партии будет сильно отличаться, чо и выявляется при статистической обработке в виде “промахов”. Радиодетали с “промахом”, то есть с грубым нарушением номинального значения размера физической величины не допускаются для установки в электрическую схему измерительного прибора, так как при этом увеличивается инструментальная погрешность прибора и, как следствие, при этом ухудшаются (не выполняются) требования технических условий (ТУ) на прибор. Такой прибор или аппарат (изделие) нельзя использовать в точном приборостроении, например, на атомных станциях, в самолётостроении, в космической медицине, геологии и другое.

Подобные (бракованные) целесообразно утилизировать (выбрасывать), но также их можно использовать в изделиях не ответственного назначения (радиоприёмники, детали электрических игрушек, предметы “ширпотреба” и другое).

Задание 4. (04.07.2014) Измерение ёмкости керамического конденсатора номинала 360 пФ. Смотри табл.п4. Выборку из 16 измерений керамических конденсаторов проверить на наличие и исключение промахов (грубых ошибок), используя критерий оценки аномальности результатов измерений при неизвестном среднем квадратическом отклонении (СКО).
Решение. Упорядочив выборку по размеру ёмкости (см.Табл.п4) проведём расчёт согласно данному критерию. Проверим значения ёмкостей С₁=315 и С₁₆=426 пФ на промахи в измерениях. Порядок проверки: 1)Определяем среднее арифметическое значение выборки по формуле ,тогда

2) Определяем абсолютную погрешность каждого измерения, тогда 1)=-53; 2)=-46; 3)=-23; 4)=-19; 5)=-18; 6)=-17; 7)=-12; 8)=-1; 9)=-1; 10)=2; 11)=10; 12)=12; 13)=22; 14)=39; 15)=52; 16=58.

3) Определяем среднее квадратическое отклонение ,тогда σ=29,6.

4) Рассчитаем коэффициенты β₁ и β_16. Тогда имеем β₁= ;β₁₆= .

Зададим уровень значимости ошибки q=0,1 при β_r=2,28, тогда β₁=1,79< β_r=2,28 и β₁₆=1,96< β_r=2,28, следовательно в данной выборке нет промахов.

Задание 5. (05.07.2014)

Измерить сопротивление набора резисторов типа МЛТ различными приборами (методами). Результаты измерений, полученные различными методами занести в табл. П5, где обозначено R₀ – одинарный мост (рис. П10), R₁ – аналоговый омметр (рисунок 50), R₂ – цифровой омметр – мультиметр (рис. П11), R₃ – авометр – мегометр (Рис. П9).

Рисунок п9. Авометр - мегометр. Рисунок п10. Одинарный мост.

Цель работы (задания) - приобрести навыки работы с аналоговыми и цифровыми омметрами, мегомметрами, мостами постоянного тока; усвоить методы измерения сопротивлений постоянному току; научиться определять погрешности измерений сопротивлений различными методами.

Рисунок п11. Цифровой омметр – мультиметр.

Относительная погрешность метода определяется по формуле δ= , где R₀ – среднее арифметическое сопротивление выборки, измеренное одинарным мостом (рис. П10).

R_x - сопротивления, измеренные авометром, цифровым и аналоговым омметрами.

Наиболее употребительными методами измерений сопротивлений являются методы вольтметра – амперметра, омметра (амперметра) и нулевой. Метод вольтметра – амперметра реализуется на низких частотах (чаще всего на постоянном токе). Метод омметра (амперметра) применяется в переносных универсальных приборах (тестерах). Погрешность у него до 15%. Наиболее точным и универсальным является метод сравнения с известным образцовым сопротивлением R₀ – нулевой метод. Погрешность нулевого метода может быть снижена до сотых и тысячных долей процента. Основными метрологическими характеристиками измерителей сопротивления являются:

- наименование и назначение;

- пределы измерения сопротивления;

- погрешность измерения.

К неизмеряемым параметрам относятся: частота измерения, а для омметров, работающих не на постоянном токе – распределенная индуктивность и собственная ёмкость измеряемого резистора. Особенно удобны для целей поверки резисторов автоматические процентные цифровые мосты, например, Е6 – 8, с погрешностью не более ±(0.2 – 0.3%).

Табл. П5. Результаты замеров сопротивлений разными приборами.

	R1	Δ	R2	δ	R3	δ	R0	δ
№	Ом	%	Ом	%	кОм	%	Ом	%
		23,8		0.49		24,5		0.01

Порядок работы с мультиметром В7-40 (рисунок 35) при измерении набора сопротивлений:

1. Подключить проводник, к клеммам "О" и"R".

2. Выбрать род измеряемой величины (сопротивление).

3. Определить номинальное значение партии резисторов.

4. Выбрать предел измерений ампервольтомметр(тестер) в соответствии с номинальным

значением.

5. Включить прибор в сеть с разрешения преподавателя.

6. Замкнуть накоротко выводы и с помощью ручки "установка Ø " установить показания прибора, равное 0.

7. Подключить к проводникам измеряемое сопротивление, снять

показания по отсчетному устройству прибора и записать в таблицу П5.

Поверка аналогового вольтметра и амперметра.
Под поверкой измерительных приборов понимается метрологическая операция, заключающаяся в сравнении показаний рабочих измерительных приборов с показаниями образцовых с целью определения погрешностей рабочих приборов. Поверка прибора состоит из четырех операций:

1. внешнего осмотра,

2. выбора образцового прибора,

3. поверки показаний,

4. документального оформления результатов поверки.

Выбор образцового прибора производится по роду тока, по его номинальной величине и по классу точности. Род тока, на котором выполняется поверка, определяется системой испытуемого прибора, его конструкцией, назначениями и свойствами. Например, магнитоэлектрические приборы поверяются только на постоянном токе, электромагнитные как на переменном, так и на постоянном токах (для выявления погрешности от гистерезиса материала сердечника на постоянном токе).

При выборе образцового прибора необходимо, чтобы его верхний предел измерений был равен или несколько больше верхнего предела поверяемого прибора. Необходимо, чтобы допустимая приведенная погрешность (класс точности) образцового прибора была, по крайней мере, в три раза меньше допустимой приведенной погрешности поверяемого прибора. Так, поверка приборов класса 1,5 и 2,5 производится по приборам класса 0,2 и т.д.

Данные о поверяемых и образцовых приборах следует занести в таблицу П6

Табл п6. Данные о поверяемых (рис. П12 и П13) и образцовых приборах.

Наименование	Система	Заводской номер	Тип	Класс точности	Предел измерения
Амперметр	ЭМ		Э58	1.5	5А
Амперметр	ЭМ		Э538	0.5	5А
Вольтметр	МЭ		М367	1.5	75В
Вольтметр	МЭ		М63	0.5	75В

Поверке подлежат все оцифрованные деления шкалы (или по указанию руководителя). Перед включением напряжения указатели приборов должны быть установлены корректорами на нулевые деления шкал. После включения напряжения при помощи регулирующих устройств необходимо изменять ток или напряжение так, чтобы указатель поверяемого прибора последовательно устанавливался над каждым основным делением шкалы. Регулировку следует вести так, чтобы показания поверяемого прибора сначала от нуля постепенно увеличивались до номинального значения (ход вверх), а затем плавно уменьшались до нуля (ход вниз). Плавное изменение показаний необходимо для выявления погрешности, вызываемое трением в опорах (и от гистерезиса у электромагнитных приборов на постоянном токе).
После выключения напряжения производят определение положения указателей приборов и запись последнего наблюдения. Если в этом случае указатель поверяемого прибора не дойдет до нуля, то это укажет на наличие значительной погрешности от трения. Для поверки вольтметра и амперметра необходимо собрать схемы, представленные на рис. П14 и П15, а результаты наблюдений занести в таблицы П7 – П10.

где V_x – вольтметр поверяемый, где А_х – амперметр поверяемый
V₀ – вольтметр образцовый. А₀ ­– амперметр образцовый.

Этапы поверки амперметра и вольтметра.

1. Выбрать образцовый прибор одинаковой системы. Его класс точности должен быть выше класса точности поверяемого прибора.

2. Собрать схему поверки.

3.Включить напряжение и установить на поверяемом приборе стрелку реостатом на первое оцифрованное деление шкалы. Записать показания приборов в таблицы П8 и П9.

4. Выполнить пункт 3 для всех оцифрованных деление поверяемого прибора при ходе указателя (стрелки) верх и вниз.

5. Рассчитать абсолютную погрешность прибора:

Δ= U-U₀, где U- напряжение на поверяемом приборе.

Δ= А-А₀, где А- ток на поверяемом приборе.

Погрешность - это отклонение измеряемой величины от истинного значения.

6. Рассчитать относительную погрешность.

7. Рассчитать приведенную погрешность.

Где Uн- нормируещее значение, в нашем случае U=75 В (для вольтметра)

Aн- нормирующее значение, в нашем случае A=5 А (для амперметра)

Рассчитать вариацию показаний:

_вар = (U_ОВ - U_ОН) /U_N

где U_ОВ– напряжение при ходе вверх, U_ОН– напряжение при ходе стрелки вниз (показания образцового прибора).

_вар = (А_ОВ - А_ОН) /А_N

где А_ОВ–ток при ходе вверх, А_ОН–ток при ходе стрелки вниз (показания образцового прибора).

Вариация показывает устойчивость прибора к изменениям окружающей среды.

9. Выбрать максимальное значение относительно-приведенной погрешности.

10. Округлить его до ближайшего значения из ряда точности в большую сторону.

11. Сделать вывод о соответствии прибора своему классу точности. Результаты наблюдений эксперимента занесены в Таблицы п7, п8, п 9. (см. Приложение).

Примечание. Кроме абсолютной, относительной и приведенной погрешности возникают составляющие погрешности: 1) аддитивная, 2) мультипликативная.

Аддитивная погрешность измерительного прибора-составляющая систематической погрешности ИП, одинаковая на всем диапазоне измерений. (погрешность нуля),трения в опорах.

Мультипликативная погрешность измерительного прибора-составляющая систематической погрешности ИП, изменяющаяся пропорционально изменению измеряемой величины (погрешность чувствительности).

12. Вариация показаний подсчитывается как разность действительных значений измеряемой величины (показаний образцового прибора) для одной и той же отметки шкалы проверяемого прибора при ходе вверх и вниз.

13. Класс точности прибора находится по максимальному значению приведенной погрешности в соответствии с ГОСТом 1845-59.