Представление результатов - раздел Образование, Метрология и радиоизмерения Результаты, Полученные В Процессе Измерений, Подлежат Обработке. Основные Эта...
Результаты, полученные в процессе измерений, подлежат обработке. Основные этапы:
- запись результатов, представление данных;
- учет и исключение, систематических погрешностей;
- оценка и представление случайных погрешностей.
При этом наиболее типичными являются случаи прямого однократного измерения, прямого многократного измерения, косвенного измерения.
Запись результатов
Записывается столько значащих цифр, сколько позволяет получить отсчетное устройство РИП. Значащие - все цифры от первой ненулевой в результате:
1.5; 0.15; 0.0015; 1.5*10-12; 15 - две значащие цифры;
1.50; 15.0*106 - три значащие цифры;
1.500; 15.00; 0.01500; 150.0*108 - четыре значащие цифры.
Верными считают все знаки в числовом результате, достоверность которых не вызывает сомнения. Результат следует записывать так, чтобы значащих цифр было на одну больше, чем верных знаков.
При окончательной записи результата измерения, когда учтены все погрешности, необходимо в записи указывать эту погрешность (абсолютную или относительную). Если она не указывается, то следует считать абсолютную погрешность данного числа равной ± 1 его последнего знака. Например: С==(2.997925 ± 0.000003)*108 м/с, С = 2998*102 км/с (округление с точностью до ± 1 последнего знака, т.е. до ± 100 км/с). Результаты измерений обычно записывают в виде таблиц. Графики строят по экспериментальным точкам так, чтобы он проходил плавно, изменяя направление возможного ближе ко всем точкам, а не просто соединяя их ломаной линией. При снятии функциональных зависимостей (ВАХ, АЧХ АХ,...) очень важно правильно выбрать экспериментальный шаг изменения аргумента функции.
ПРАВИЛА ОКРУГЛЕНИЯ И ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Числовое значение результата наблюдения округляют в соответствии с числовым разрядом значащей цифры погрешности измерений. Округление производится лишь в окончательном ответе, а все предварительные вычисления проводят с одним-двумя лишними знаками.
При округлении лишние цифры в целых числах заменяются нулями, в десятичных дробях — отбрасываются. Если десятичная дробь оканчивается нулями, они отбрасываются только до того разряда, который соответствует разряду погрешности. Пример: результат 1,072000, погрешность + 0,0001. Результат округляют до 1,0720.
Если первая (слева направо) из заменяемых нулями или отбрасываемых цифр меньше 5, остающиеся цифры не изменяются. Если первая из этих цифр равна 5, а за ней не следует никаких цифр, или идут нули, то, если последняя цифра в округляемом числе четная или нуль, она остается без изменения, если нечетная—увеличивается на единицу. Пример: 1234,50 округляют до 1234; 8765,50—до 8766.
Если первая из заменяемых нулями или отбрасываемых цифр больше 5 или равна 5, но за ней следует значащая цифра, то последняя остающаяся цифра увеличивается на единицу. Пример: 6783,б округляют до 6784; 12,34501 до 12,35.
2. Погрешность, возникающая в результате вычислений, не должна превышать 10 % суммарной погрешности измерений. Поэтому, если над результатами измерений предстоит произвести некоторые математические операции, то при округлении результатов в соответствии с правилом 1, добавляют один разряд справа, т.е. в первом примере результат 1,072000 нужно округлить не до 1,0720, а до 1,07200.
3. При определении числа знаков при вычислении погрешностей измерений следует учитывать, что погрешность определения значения погрешности достаточно велика, порядка 30 % при п = 10 и порядка 15 % при n=20—25, поэтому, при n < 10 следует оставлять одну значащую цифру, если она больше 3-х и две, если первая из них меньше 4-х. При n³10, достаточно надежно оставлять во всех случаях две значащие цифры.
ПРЕДСТАВЛЕНИе И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результат измерения должен содержать не только полученное значение измеряемой величины, но и обязательно характеристики его погрешности с указанием числа наблюдений и доверительной вероятности. Вместо характеристик погрешности измерений можно дать ссылку на стандартизованную МВИ, по которой выполнялись измерения.
Допускается представление результата измерений доверительным интервалом, покрывающим истинное значение измеряемой величины с определенной доверительной вероятностью. В этом случае характеристики погрешности отдельно не указываются.
Совместно с результатами измерений могут приводиться дополнительные данные и условия измерений, которые необходимы для практического их использования, например, моменты времени, к которым относятся результаты измерений, сведения о принятой модели ОИ.
Наименьшие разряды значений результатов измерений должны быть такими же, как наименьшие разряды значений абсолютной погрешности измерений или значений границ, в которых находится абсолютная погрешность измерений или ее статистические характеристики. Характеристики погрешности выражаются числом, содержащим не более двух значащих цифр, так как погрешность определения погрешности, в лучшем случае, превышает 10 %.
Наиболее распространены следующие формы представления результатов измерений. При симметричной погрешности результат измерения представляют в форме 
; ±D;Р или ±D; Р. При несимметричной погрешности измерений — в форме ; D(Р) от DН до DВ; Р, где DН и DВ— значения нижней и верхней границы погрешности измерения.
Лекция 8: ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
Все темы данного раздела:
Поздняков, А. Д.
П47
Метрология и радиоизмерения: конспект лекций, часть 1 / А. Д. Поздняков; Владим. гос. ун-т.
Из истории развития метрологии в России
Потребность в измерениях у людей возникла с возникновением орудий производства и необходимостью знания количественной оценки материальных объектов. При этом вырабатывались определенные представ
Объекты и ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Объектом измерений являются физические величины.
Физической величиной называется одно из свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отнош
Способы И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
По способу получения результата различают:
Прямое измерение - это измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных с учетом цены деления от
СРЕДСТВА измерительной техники
Средства измерительной техники — обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений (средства измерений, измерительные преобразователи, измерител
Метрологические характеристики СИ
Метрологические характеристики (МХ) средств измерений — это характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений. Информация о назначении МХ приведена в документации
Законодательные Основы ГСИ
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) — комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведени
Терминология и деятельность по ОЕИ
Детальная структура и основные положения ГСИ представлены в ГОСТ Р 8.000 – 2000. Термины ГСИ:
Единство измерений: Состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенн
Правовая подсистема
Правовая подсистема — комплекс взаимосвязанных законодательных и подзаконных актов (в том числе межотраслевых НД ГСИ), объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные тре
Организационная подсистема
Организационную подсистему ГСИ составляют следующие метрологические службы и другие службы ОЕИ:
- Государственная метрологическая служба;
- иные государственные службы ОЕИ;
Основы метрологического обеспечения
Под метрологическим обеспечением понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности
Государственное управление деятельностью по ОЕИ
Федеральным органом государственной власти, осуществляющим государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ, является Государственный Комитет Российской Федерации п
Государственная метрологическая служба
Метрологическая служба (МС) — сеть организаций Госстандарта и других министерств и ведомств, ответственных за достижение и поддержание единства измерений в стране. Она возглавляется главным центром
Государственные службы по ОЭИ
К числу государственных служб, обеспечивающих единство измерений, кроме Государственной метрологической службы относятся также Государственная служба времени, частоты и определения параметров вр
Метрологическая экспертиза
Метрологическая экспертиза (МЭ) — анализ и оценивание оптимальности технических решений в части реализации метрологических требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точнос
Понятие о государственном метрологическом надзоре и контроле
Метрологический контроль и надзор — деятельность, осуществляемая органами государственного контроля и надзора (ГМС) или аккредитованной метрологической службой (МС) юридического лица с целью пров
Владимирский ЦСМ (ВЦСМ)
ВЦСМ выполняет функции Государственного надзора за стандартами, СИ, единицами физических величин, соблюдением метрологических правил и норм, а также испытанием и сертификацией продукции, работ и ус
Основы государственного контроля
Утверждение типа СИ — первая составляющая государственного метрологического контроля. Оно необходимо для постановки на производство и выпуск в обращение новых типов СИ или их ввоза из-за г
Передача размеров единиц физических величин
Единство измерений достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных организациях установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым на практике СИ
Калибровка средств измерений
Калибровка — совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик, и (или) пригодность к применению средства измерений, н
Метрологическая надежность СИ
Метрологической надежностью называют способность СИ сохранять установленное значение метрологических характеристик в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации.
Система сертификации средств измерений
В России сформирована Система сертификации средств измерений. Структура Системы включает: Центральный орган — Управление метрологии Госстандарта РФ, Координационный совет, Апелляционный комитет, Н
Международные метрологические организации
Международное сотрудничество в области метрологии является важным фактором в решении таких крупных международных проблем, как торговля, научно-техническое сотрудничество, проблемы сырья, топлива
Факторы, влияющие на результаты измерений
В соответствии с ГОСТ Р 8.000-2000 измерение — это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В зависимости от степени приближения рез
Графики нормального закона распределения плотности вероятности
Для нормального закона распределения вероятность того, что случайная составляющая погрешности измерения не выходит за пределы интервала:
±3s, составляет 0,9972; ±2,6s, составляет 0,99;
График равномерного закона распределения плотности вероятности
Для равномерного закона, симметричного относительно центра D = 0, расчет СКО s случайной погрешности выполняется с помощью известного из теории вероятностей выражения для дисперсии - случайн
Треугольный закон распределения плотности вероятности
Для этого закона вероятность того, что погрешность измерения D располагается в интервале (-Dr1, Dr1):
Законы распределения погрешностей с центром Dс
Для количественной оценки систематической составляющей погрешности измерений Dс и рассеяния слу
Гистограммы
Выборки хi i =(1,…n), полученные в отдельных измерениях величины х при наличии случайных ошибок, можно представить на диаграмме в виде столбцов. При построении все
Основные требования и критерии выбора
Перед проведением эксперимента необходимо ответить на вопросы:
- Для чего измерять?С какой целью проводятся измерения, и в каком виде нужен результат (числовой, допусковый
УМЕНЬШЕНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
С целью уменьшения систематических погрешностей возможно применение термостатирования, экранирования, виброзащиты и т.д. На этапе планирования и подготовки эксперимента принципиальным является выбо
ТРЕБОВАНИЯ К МВИ
Методика выполнения измерений (МВИ) - это НТД, в котором установлена совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение необходимых результатов измерений.
Общ
ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ И ОПРОБОВАНИЕ СИ
При подготовке к измерениям оператор должен:
1. Ознакомиться с МВИ и последовательностью выполнения операций; проверить наличие необходимого комплекта СИ, вспомогательных устройств и матер
КОНТРОЛЬ УСЛОВИЙ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
Для правильной организации измерений необходимо подобрать: комплект СИ для контроля условий измерений; комплект технических устройств, обеспечивающих указанные в методиках условия измерений (услови
Учет и исключение систематических погрешностей
В процессе эксперимента для исключения или уменьшения систематических погрешностей могут использоваться специальные способы и приемы:
- периодическая калибровка и установка нуля;
Оценка и представление случайных погрешностей
Прямое однократное измерение
Результатом прямого однократного измерения физической величины YИЗМ = А является показание, снятое непосредственно с используемого сре
Оценка результата измерения
Предположим, что при выполнении п многократных наблюдений одной и той же величины xи постоянная систематическая погрешность Dс полностью исключена (равна нулю)
Доверительные границы случайной погрешности
Оценка измеряемой величины является случайной величиной и, следовательно, отличается от нее на некоторую погрешность. В связи с этим практический интерес представляет определение вероятности Р
Границы НСП
Всегда остаются неисключенные систематические погрешности (НСП), определяемые с некоторой погрешностью. Обычно НСП при повторных изм
Зависимости коэффициента К при косвенных измерениях
0,5
0,75
Лекция 9: Эталоны и меры
Воспроизведение основной единицы осуществляется путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы. Оно воспроизводится с помощью госу
Эталон единицы длины
В 1889 году метр был принят равным расстоянию между двумя штрихами, нанесенными на металлическом стержне Х-образного поперечного сечения. Международный и национальные эталоны метра были изготовле
Эталон единицы массы
Первоначально было намечено за единицу массы принять массу одного кубического дециметра воды при температуре 4° С (при наибольшей плотности воды). Однако большие трудности воспроизведения единицы
Эталон единицы времени
Ранее единицу времени определяли, исходя из солнечных суток. Так как продолжительность солнечных суток в течение года изменяется, то определили средние солнечные сутки. За единицу времени принимал
Эталон единицы силы электрического тока
В соответствии с постановлением IX Генеральной конференции по мерам и весам принято следующее определение ампера: «Ампер—сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолин
Эталон единицы температуры
Генеральная конференция по мерам и весам определила кельвин как единицу термодинамической температуры, равную 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки. Тройная точка воды — точка
Эталон силы света
Кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540*1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1
Эталоны дополнительных и производных единиц СИ
Из двух дополнительных единиц СИ (радиана и стерадиана) воспроизводится с помощью эталона единица плоского угла — радиан.
Воспроизведение радиана осуществляется методом калибровки, исходя
Эталон затухания
Обычно в виде четырехполюсников (Т, Н, П, мостовая, Т с перекрытием и др. схемы). Эти схемы используются в измерительных приборах (ваттметры, вольтметры и др), в генераторах.
Лекция 10: Статические характеристики и схемы Измерительных приборов
Объекты измерения можно разделить на «активные» и «пассивные». Для «активного» объекта (то есть в случае, когда информация, которую предстоит получить об измеряемом объекте, активна) нужен эталон,
А — абсолютная; б — относительная
Для построения соответствующего графика относительной погрешности средств измерений d = 100D/xи = 100D/х необходимо учитывать следующее обстоятельство. При оценке о
Измерительные мосты
Мостовые методы используются для различных задач измерения сопротивления, емкости, индуктивности, добротности. На их основе строятся измерители температуры, перемещений, объема, скорости и др. устр
Принципы кодирования и аналого-цифрового преобразования
АЦП представляет аналоговый измерительный сигнал в виде кода. Кодирование производится по определенному правилу. В привычной для нас десятичной форме исчисления любое целое число может быть предста
Цифровых приборов
Аналого-цифровые преобразователи UN ® N
Входные аналоговые сигналы АЦП преобразуют в цифровую форму, пригодную для обработки
Tпр.макс=(2N-1)/ fтакт.
Например, при N=10 и fтакт=1 МГц tпр.макс=1024 мкс, что обеспечивает максимальную частоту выборок порядка 1 кГц. Статическая погрешность преобразования оп
Параметры АЦП
При оценке метрологических характеристик АЦП используют параметры: число разрядов АЦП; время установления; время преобразования; нелинейность; дифференциальная нелинейность; амплитудно-частотная ха
Шумы АЦП
В идеале, повторяющиеся преобразования фиксированного постоянного входного сигнала должны давать один и тот же выходной код. Однако, вследствие неизбежного шума в схемах АЦП, существует некоторый д
Новости и инфо для студентов