Оценка погрешностей при физических измерениях. Волощенко В.Ю - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

26
В приведенном случае следует переключить многопредельный при-
бор на диапазон, верхнее значение которого будет меньше предыдуще-
го. Его выбор определяется отклонением стрелки: стрелка должна от-
клоняться на максимальный угол, но не выходить за пределы шкалы.
Таким образом, многопредельный прибор следует включать так, чтобы
относительная погрешность измерения была как можно меньше. Часто
многопредельные приборы снабжаются различными шкалами. В таких
приборах отсчет должен производиться по шкале, соответствующей
выбранному диапазону прибора.
Часто многопредельные приборы имеют одну шкалу. В таких слу-
чаях нахождение измеряемой величины связано с пересчетом. Пере-
счет состоит в определении переводного коэффициента, на который
следует умножить отсчет по прибору для того, чтобы получить значе-
ние измеряемой величины в соответствующих единицах.
Переводной коэффициент равен
П
k
= D/N,
где Dдиапазон измерений, т.е. максимальное значение величины,
которое можно измерить при данном включении прибора; Nнаи-
большее целое число делений шкалы.
Не следует смешивать наибольшее число делений шкалы и вели-
чину отсчета по прибору, так как в общем случае отсчет и наибольшее
число делений не совпадают. Например, рассмотрим прибор, приме-
няемый при измерении постоянного тока в пределах от 0 до 300 мА,
шкала которого имеет 60 делений. Тогда отсчету 50 мА соответствует
10 делений, отсчёту 100 мА – 20 делений и т.д.
Предположим, что к миллиамперметру, имеющему на шкале 300
делений, подобраны шунты таким образом, что при различных вклю-
чениях он позволяет измерять ток в трех диапазонах: 0 – 3 мА, 0 – 9
мА и 0 – 30 мА. Пусть прибор, включенный в диапазоне 0 – 3 мА,
дает отсчет 210 делений. Переводной коэффициент равен П
k1
= 0,01,
измеряемая величина составляет I
1
=210·0,01=2,1 (мА). Пусть при
измерении тока I
2
в диапазоне 0 – 9 мА отсчет по прибору также равен
210 делениям. В этом случае
(мА) 3,6
300
9
210210
22
===
k
ПI
.
При использовании многопредельных приборов, в которых приме-
нена измерительная головка со стрелочной индикацией, следует со-
блюдать следующие правила.
7
Предположим, что при измерениях возникают только случайные
погрешности, а систематические погрешности настолько малы, что
ими можно пренебречь.
Пусть, измеряя несколько раз величину Х, мы получаем серию зна-
чений x
1
, x
2
,…,x
n
. Каждое из измеренных значений содержит случай-
ную погрешность
x
i
= x
i
x, i =1,2,...,n. (2.1)
Поскольку истинное значение Х неизвестно, то остаются неизвестны-
ми по величине и знаку случайные погрешности, возникающие при
каждом измерении.
Теория показывает, что наиболее близким к истинному значению
измеряемой величины является среднее арифметическое ряда отдель-
ных измерений
=
=
+++
=
n
i
i
n
x
nn
xxx
x
1
21
,
1
...
(2.2)
где nчисло повторных измерений.
Среднее арифметическое значение
x будет содержать существенно
меньшую погрешность. В теории погрешностей доказывается, что при
увеличении числа n среднее арифметическое стремится к истинному
значению измеряемой величины. Следовательно, случайная погреш-
ность среднего арифметического
o
x
стремится к нулю. В теории
также доказывается, что абсолютная погрешность измерений с не-
которой вероятностью не превышает
o
x
. Поэтому случайная погреш-
ность среднего арифметического
o
x
может быть использована в каче-
стве оценочного значения абсолютной погрешности. Окончательный
результат измерений записывается как
o
xxx
±
=
(2.3)
с доверительной вероятностью
α
. Относительная погрешность ре-
зультата равна
x
x
o
=
δ
. (2.4)