 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
ЛАБОРАТОРНАЯ РОБОТА № 3 ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
«ДОСЛІДЖЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ОЦІНКИ РЕЗУЛЬТАТІВ І ПОХИБОК ПРЯМИХ БАГАТОРАЗОВИХ ВИМІРЮВАНЬ»
1. Мета роботи . 1.1 Придбання практичних навичок з статистичної обробки результатів багаторазових спостережень. 1.2. Придбання практичних навичок з оцінки результатів вимірювань. 1.3. Придбання практичних навичок з оцінки похибок результатів вимірювань. 1.4. Придбання практичних навичок з аналізу характеру похибок результатів вимірювань.
Програма роботи
2.1. Ознайомиться с принциповою схемою резонансного підсилювача та структурной схемой лабораторной вимірювальної установки – п. 4.1. 2.2. Вивчити методику вимірювання резонансной частоти підсилювача прямим методом – п.4.2. 2.3. Багатократно вимірить частоту підсилювача прямим методом. 2.4. Провести статистичну обробку та анализ отриманих результатов.
3. Підготовка до виконання роботи 3.1. За конспектом лекцiй вивчити матерiали підроздiлу 5.1. «Оцінка результату і похибки прямих вимірювань». 3.2. Вивчити: мету та програму роботи; форми представлення та оформлення результатів досліджень. 3.3. Підготувати бланк звіту: записати мету та програму роботи, основні співвідношення, намалювати таблиці. 3.4. Перевірити ступень готовності до лабораторної роботи по контрольним питанням, які надруковані в кінці опису даної роботи.
5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ 5.1. Измерение резонансной частоты усилителя. 5.1.1. Включить лабораторную измерительную установку. Измерительная установка, структурная схема которой изображена на рис.3 в лабораторной работе заменена компьютерной моделью, которая исследовалась в лабораторной работе №4 по дисциплине «Теорія електричних і магнітних кіл». Для включения модели необходимо: на диске Д открыть папку «Андреев Лаб. работы;»; запустить программу «mc 7 demo. еxe.»; нажать кнопки «File» , а потом «Open»; найти файл «Лабор. МС7», в котором выбрать ЛР4; в составе ЛР4 выбрать ЛАБ 4.2. На экране монитора появится изображение параллельного контура с L1=2mH, C1=0,2uF, зашунтированного сопротивлением R2. В модели используется идеальный источник напряжения, частота колебаний которого устанавливается без ошибок с дискретностью 1Гц. Поэтому ошибки измерения резонансной частоты, обусловленные инструментальной погрешностью частотомера и неточностью настройки контура в резонанс, в модели отсутствуют. Для их имитации от измерения к измерению меняется значение сопротивления шунта R2. В таблице 5.1 приведены 31 вариант экспериментов по измерению резонансной частоты.
Таблица 5.1. – Варианты эксперимента.
Каждый эксперимент состоит из 12 измерений. Значения сопротивления шунта в табл. 5.1 указаны в кОм. Вариант эксперимента для каждого студента определяет преподаватель. 5.1.2. Провести 12 измерений резонансной частоты. Для этого: 1. Установить необходимое значение шунта (подвести курсор к изображению R2, дважды нажать левую кн. «мыши», набрать необходимое значение сопротивления шунта в окне Value, нажатием кн. «Enter» ввести это значение в модель); 2. Измерить резонансное значение частоты контура при данном значении сопротивления шунта. В параллельном контуре резонансу соответствует минимум напряжения на измерительном резисторе R1. Для измерения на нем напряжения необходимо включить модель двухканального осциллографа последовательным нажатием «Analisis – Transient - Run». Осциллограмма V(1) красного цвета характеризует процесс установления напряжения на измерительном резисторе R1 во времени. Поэтому измерения V(1) необходимо проводить в конце осциллограммы. Для этого установить курсор на осциллограмме и нажать левую кнопку «мыши». Затем подвести курсор к пиктограмме, соответствующей измерению максимума графиков и нажать левую кнопку «мыши». В окошке, окрашенном желтым цветом , появятся показания временной задержки момента измерения (первое число) в мс и напряжение на измерительном сопротивлении R1 в мВ. Изменяя частоту в пределах, указанных для каждого варианта эксперимента в табл. 5.1, измерить значение резонансной частоты. Оно определяется как Fp = f1 + f2 / 2, где f1 – значение частоты, при котором V(1)<0, f2 = f1 +1Гц, – значение частоты, при котором V(1) > 0, если частота растет. При этом максимальная ошибка дискретности отсчета равняется 0,5Гц. Для установки какого – либо значения частоты курсор подводится к обозначению источника напряжения V(1) и дважды нажимают на левую кнопку «мыши». В окошечке F устанавливается и нажатием кн. «Enter» вводится требуемое значение частоты колебаний источника V(1). Результаты 12 измерений резонансной частоты занести в графу 1 таблицы 5.3 отчета по лабораторной работе (приложение 3).
5.2. Обработка результатов наблюдений.
5.2.1. Проверка согласия экспериментального и нормального распределения по критерию W: . 1. Результати спостережень Хq розміщують у варіаційний ряд Хmin= 2. Заносять вихідні дані в таблицю 5.2 В ніжної частині стовбцю 3 табл. 5.2 записують значення j від одиниці до l , де l =0,5n, або l =0,5(n-1), якщо n парне або непарне відповідно. Для заповнення стовбцю 4 табл. 5.2 використовують таблицю значень коефіцієнтів
З використанням даних табл. 5.2 розраховують параметри
та показник
Згідно з заданим рівнем значущості результатів спостережень Критерії згоди лише дозволяють перевірити, чи допустимо щільність ймовірності одержаних результатів спостережень віднести до відомого виду розподілу, здебільшого до нормального. 5.2.2. Заполнить графы 2,3 табл. 5.3 (приложение 3) и, пользуясь полученными результатами , вычислить : 1. По формуле (2) среднее арифметическое значение частот; 2. По формуле (3) СКО результатов наблюдений; 3. По формуле (4) границы грубой погрешности; 4. Провести проверку на наличие грубых погрешностей и, при необходимости, внести исправления в таблицу результатов наблюдений. Повторно провести расчеты по формулам (2), (3). 5.2.3. Пользуясь исправленными данными, вычислить: 1. Оценку СКО результата измерения резонансной частоты по формуле (5); 2. Доверительные границы случайной составляющей погрешности измерения резонансной частоты по формуле (6); 3. Границы неисключенных систематических составляющих погрешности измерения резонансной частоты
4. С использованием формул (8)…(12) суммарную погрешность измерения резонансной частоты fp для трех указанных выше в п.3 случаев. 5.2.4. Записать результат измерения частоты fp в виде fp = 5.2.5. По формуле
Найти относительную погрешность измерения резонансной частоты fp. 5.2.6. По формуле 5.2.7. Сделать выводы по работе. В выводах дать характеристику погрешностей (систематических, случайных, инструментальных и т. д.), сопровождающих измерения резонансной частоты.
Змiст звiту Форма та зміст звіту наведені в додатку 3.
7. Контрольнi запитання 7.1. Коли використовуються багаторазові вимірювання замість одноразових вимірювань ? 7.2. Яка головна особливість багаторазових вимірювань ? 7.3. Скільки етапів має методика обробки результатів прямих вимірювань з багаторазовими незалежними спостереженнями ? 7.4. Що є найкращою статистичною оцінкою випадкової похибки вимірюваної величини, якщо багаторазові незалежні спостереження відповідають нормальному закону ? 7.5. Що є найкращою статистичною оцінкою вимірюваної величини, якщо багаторазові незалежні спостереження відповідають нормальному закону ? 7.6. Запишіть вираз для знаходження середньо арифметичного вимірюваної величини . 7.7. Запишіть вираз для незміщеної оцінки середньо квадратичного відхилення вимірюваної величини . 7.8. Запишіть вираз для оцінки наявності грубих похибок в результатах вимірювань. 7.9. Запишіть вираз для оцінки границі довірчого інтервалу випадкової складової похибки результатів прямих вимірювань з багаторазовими незалежними спостереженнями. 7.10. Запишіть вираз для оцінки границі довірчого інтервалу невилученої систематичної складової похибки результатів прямих вимірювань з багаторазовими незалежними спостереженнями. 7.11. Запишіть вирази для оцінки границі довірчого інтервалу повної похибки результатів прямих вимірювань з багаторазовими незалежними спостереженнями. 7.12. Як здійснюється запис результатів прямих вимірювань з багаторазовими незалежними спостереженнями ?
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ «ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ МНОГОКРАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ»
1. Структурная схема модели измерительной установки
2. Результаты наблюдений частот и их предварительной обработки Таблица 5.3.
3. Обработка результатов наблюдений 3.1. Проверка согласия экспериментального и нормального распределений; 3.2. Определение среднего арифметического результата; 3.3. Оценка СКО результатов наблюдений; 3.4 Проверка наличия грубых погрешностей; 3.5. Оценка СКО результата измерения резонансной частоты; 3.6. Доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения частоты fp ; 3.7. Границы неисключенных систематических составляющих погрешности измерения частоты fp для трех случаев; 3.8. Границы суммарной погрешности измерения частоты fp для трех случаев; 3.9. Записи результатов измерения частоты fp для трех случаев; 3.10. Определение относительной погрешности измерения частоты fp для трех случаев; 3.11. Оценки точности результатов измерения частоты fp для трех случаев.
4. Выводы по работе
Работу выполнил ___________________________________________ (подпись, фамилия, инициалы) « »___________201 г. Работу принял ________________________________________ (уч. звание, фамилия, инициалы) « »___________201 г.
Поиск по сайту: |
=Хmax .
(додаток 12 в лабораторної роботі 1). При цьому вхідні дані – це значення j і число результатів спостережень n. Наприклад, при j=2; n=15; 
= 0,3306. Потім для кожного значення розраховують різниці 
і записують в відповідні рідкі табл. 5.2. В стовпчик 6 вносять результати рядкового перемножування даних стовбців 4 та 5.
Таблиця 5.2 –Розрахункові дані
(14)
. (16)
знаходять табличне значення W* (додаток 13 в лабораторної роботі 1). Якщо W> W*, то приймається гіпотеза про нормальність розподілу результатів вимірювань.
для трех случаев:
; 
; 
.
; при Р =
вычислить точность результата измерения резонансной частоты.
