Погрешности измерений и измерительных приборов
Физика.
Лабораторный практикум
Часть 2
Электричество
И магнетизм
Для студентов технологического, механико-радиотехнического, экономического факультетов и Института дистанционного и заочного обучения
шахты 2004
УДК 539.1(07)
ББК 22.36я7
М
Составители:
ассистент каф. «Физика» А.В. Меркулова (№11)
ассистент каф. «Физика» С.В. Токарева (№12)
доц. каф. «Физика», к.т.н. Н.З. Алиева (№13)
доц. каф. «Физика», к.ф-м.н. И.Н. Даниленко (№14)
доц. каф. «Физика», к.т.н. Ю.В. Присяжнюк (№15)
доц. каф. «Физика», к.ф-м.н. В.В. Коноваленко (№16)
Зав. каф. «Физика», проф., д.т.н. С.В. Кирсанов (№17)
доц. каф. «Физика», к.т.н. Н.И. Санников (№18)
доц. каф. «Физика», к.т.н.В.В. Глебов (№19)
доц. каф. «Физика», к.ф-м.н. А.А. Баранников (№20)
Рецензент:
доц. каф. «Радиотехника», к.ф-м.н. И.Н. Семенихин
М Меркулова А.В. физика Лабораторный практикум: В 3 ч. Ч.2: Электричество и магнетизм / А.В. Меркулова, С.В. Токарева, Н.З. Алиева, И.Н. Даниленко, Ю.В. Присяжнюк, В.В. Коноваленко, С.В. Кирсанов, Н.И. Санников, В.В. Глебов, А.А. Баранников; Под. ред. Ю.В. Присяжнюка. – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2004. – 83 с.
Лабораторный практикум издан в 3-х частях и предназначен для подготовки студентов технологического, механико-радиотехнического, экономического факультетов и Института дистанционного и заочного обучения к выполнению лабораторных работ по курсу «Физика». Вторая часть охватывает такой раздел курса, как «Электричество и магнетизм». В содержание каждой лабораторной работы входит: краткая теория, описания экспериментальной установки и методики проведения измерений, указания по обработки экспериментальных данных и представления полученных результатов.
УДК 539.1(07)
ББК 22.36я7
© Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, 2004
© А.В. Меркулова, С.В. Токарева, Н.З. Алиева и др., 2004
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №11: Изучение сведений об измерениях и электроизмерительной аппаратуре. 4
Лабораторная работа №12: Исследование электростатических полей 21
Лабораторная работа №13: Измерение электрических сопротивлений 27
Лабораторная работа №14: Определение емкости конденсатора при помощи тока низкой частоты.. 34
Лабораторная работа №15: Изучение явления термоэлектричества и градуировка термопары.. 42
Лабораторная работа №16: Исследование явления магнитного гистерезиса. 47
Лабораторная работа №17: Изучение работы электронного осциллографа. 54
Лабораторная работа №18: Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона. 63
Лабораторная работа №19: Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли. 69
Лабораторная работа №20: Изучение закона мощности переменного тока и принципа действия электрического счетчика. 74
Лабораторная работа №11: Изучение сведений об измерениях и электроизмерительной аппаратуре
Цель работы:изучить устройство и принцип работы электроизмерительных приборов различных систем, научиться определять характеристики по условным обозначениям и оценивать погрешности электроизмерительных приборов.
Оборудование:набор измерительных приборов различных систем и классов точности.
Краткая теория
Метрологическая терминология
Правильное выполнение измерений возможно лишь при знании основных терминов и определений метрологии и систем единиц измерения физических величин, установленных ГОСТом.
Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этими величинами и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.
Средство измерений – техническое средство, используемое при измерении и имеющее нормированные метрологические свойства.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Результат измерения – значение величины, найденное путем ее измерения.
Единицы измеряемых физических величин
В странах – членах СЭВ введен в действие стандарт СЭВ СТ СЭВ 1052-78 «Единицы физических величин». В соответствии с этим стандартом подлежат обязательному применению единицы Международной системы единиц (сокращенное наименование системы СИ), а также десятичные кратные и дольные от них.
Основные и дополнительные единицы СИ приведены в таблице 11.1. Некоторые из производных единиц СИ, имеющих специальные наименования, даны в таблице 11.2. Наравне с единицами СИ стандарт СЭВ допускает применение некоторых величин и их единиц, не входящих в систему СИ (табл. 11.3).
Таблица 11.1 – Основные и дополнительные единицы СИ
Единицы
| Величина
| Наименование
| Обозначение
| Основные
| Длина
| Метр
| м
| Масса
| Килограмм
| кг
| Время
| Секунда
| с
| Сила электрического тока
| Ампер
| А
| Термодинамическая температура
| Кельвин
| К
| Количество вещества
| Моль
| моль
| Сила света
| кандела
| кд
| Дополнительные
| Плоский угол
| радиан
| рад
| Телесный угол
| стерадиан
| ср
| Таблица 11.2 – Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования
Величина
| Наименование
| Обозначение
| Частота
| герц
| Гц
| Сила, вес
| ньютон
| Н
| Давление, механическое напряжение, модуль упругости
| паскаль
| Па
| Энергия, работа, количество теплоты
| джоуль
| Дж
| Мощность, поток энергии
| ватт
| Вт
| Количество электричества (электрический заряд)
| кулон
| Кл
| Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила
| вольт
| В
| Электрическая емкость
| фарад
| Ф
| Электрическое сопротивление
| ом
| Ом
| Электрическая проводимость
| сименс
| См
| Поток магнитной индукции, магнитный поток
| вебер
| Вб
| Плотность магнитного потока, магнитная индукция
| тесла
| Тл
| Индуктивность, взаимная индуктивность
| генри
| Гн
| Световой поток
| люмен
| лм
| Освещенность
| люкс
| лк
| Таблица 11.3 – Внесистемные единицы, допустимые к применению
Величина
| Наименование
| Обозначение
| Соотношение с единицей СИ
| Масса
| тонна
| т
| 103 кг
| Время
| минута
час
сутки
| мин
ч
сут
| 60 с
3600 с
86400 с
| Плоский угол
| градус
| град
| (p/180) рад
| Энергия
| электрон-вольт
| эВ
| 1,60219 10-19 Дж
| Полная мощность
| вольт-ампер
| В А
| ─
| Реактивная мощность
| вар
| вар
| ─
| Кроме этого часто используются приставки для образования десятичных и дольных единиц, обозначения и множители для которых приводятся в соответствующей таблице.
Погрешности измерений и измерительных приборов
Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины является погрешностью измерения.
Абсолютная погрешность единичного измерения – (выражается в единицах измеряемой величины):
,
Относительная погрешность единичного измерения – (выражается в долях или в процентах):
,
где – результат измерения;
– истинное значение измеряемой величины.
Так как истинное значение измеряемой величины в принципе не известно, то проведя несколько (N) опытов можно вычислить среднеквадратическую погрешность и относительную погрешность:
, ,
где Ai – значение, полученное в результате одного из опытов;
– среднее значение измеряемой величины, полученное в результате нескольких опытов.
Погрешности измерений зависят от погрешностей измерительного прибора. Следовательно, аналогично: абсолютная погрешность измерительного прибора – это разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины :
,
а относительная погрешность измерительного прибора равна:
.
Приведенная погрешность измерительного прибора:
,
В этом выражении L – нормирующее значение, равное номинальному значению шкалы (т.е. предельное значение, которое может быть измерено по шкале прибора) для приборов с односторонней нулевой или безнулевой, равномерной или степенной шкалой. Для приборов с равномерной или степенной двухсторонней шкалой (нулевая отметка которой находится внутри шкалы) L равно арифметической сумме конечных значений шкалы (без учета их знака).
Более подробно теория погрешностей изложена в Справочнике по электроизмерительным приборам.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|