Практическое задание №3
Многократное измерение
Исходные данные
Массив экспериментальных данных
14,43; 14,45; 14,43; 14,53; 14,50; 14,46; 14,49; 14,49; 14,54; 14,50;
14,45; 14,53; 14,44; 14,46; 14,55; 14,44; 14,43; 14,48; 14,55; 14,53;
14,55; 14,50; 14,47; 14,44; 14,46; 14,51; 14,53; 14,48; 14,43; 14,48;
14,49; 14,54; 14,53; 14,51; 14,49; 14,46; 15,74; 15,49; 14,47; 14,48;
14,43; 14,44; 14,44; 14,48; 14,54; 14,52; 14,45; 14,51; 14,44; 14,50;
Поправка
Из анализа априорной информации видно, что поправка измерительного прибора при измерении значения напряжения 10 В составляет (-0,05 В), а при измерении значения напряжения 15 В составляет (-0,12 В).
Неисключенная систематическая погрешность результата измерения образуется из неисключенных основной и дополнительной систематических погрешностей средства измерений, которые соответственно равны θ1=0,2 В и θ2=0,1 В.
Исключение известных систематических погрешностей
Решив систему из двух уравнений, рассчитаем коэффициенты а= - 0,014 и b= 0,09. Аналитическая зависимость поправки от значения измеряемого значения напряжения имеет вид:
Номер наблюдения, показание измерительного прибора, поправка к показанию в точках наблюдения, а также исправленные результаты наблюдений измеряемого напряжения свести в табл.2.
|
|
Таблица 2
Nп/п | Номер наблюдения | i-1 | i | i+ 1 | n- 1 | n | ||
Исправленные результаты наблюдений свести данных свести во 2 - й и 3-й столбцы табл.3.
Произвести обработку экспериментальных данных, последовательно выполняя расчеты и заполняя 4, 5 и 6 столбцы:
1) рассчитать среднее арифметическое значение;
2) оценку среднеквадратического значения наблюдения;
3)проверить массив экспериментальных данных на наличие ошибок, используя правило “трех сигм“;
4)построить гистограмму;
Таблица 3
Интер- валы | |||||||
5)используя критерий К.Пирсона проверить гипотезу о том, что результат наблюдения подчиняется нормальному закону распределения вероятности;
6)оценить стандартное отклонение среднего арифметического;
7определить границы случайной и неисключенной систематической погрешностей;
8)определить границы погрешности результата измерения;
9)оформить результата измерения (определить границы, в пределах которых, находится значение измеряемого напряжения переменного тока мВ, Р=0,95.
Таблица 4
|
|
Интервалы | ||||||||||
Таблица 4
Выводы
При равномерном распределении НСП эти границы без учета знака вычисляют по формуле
,
где Ɵi – граница i-ой неисключенной систематической погрешности;
m- количество неисключенных составляющих;
K – коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью (К=1,1 при Р=0,95 и если m>4 то К=1,4 при Р=0,99. Если же m≤4, то К определяют по графику (ГОСТ 8.207-76)).
Доверительная вероятность для вычисления границ НСП та же, что и при вычислении доверительных границ случайной погрешности результата измерения.
Вычислить доверительные границы погрешности результата измерения.
Если отношение НСП к СКО результата измерения Ɵ/Sxn<0,8, то НСП пренебрегают и принимают, что граница погрешности результата измерения ∆=ɛ. Если Ɵ/Sxn>8, то пренебрегают случайной погрешностью и принимают, что граница погрешности результата ∆=Ɵ.
Если оба неравенства не выполняются, то границу погрешности результата измерения находят по формуле
,
где K – коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешностей;
S∑ - оценка суммарного СКО результата измерения.
Коэффициент К вычисляют по формуле
Суммарное СКО результата измерения оценивают по формуле
Форма записи результата измерения при симметричном доверительном интервале погрешности результата измерения имеет вид Х±∆, Р.