Курсовая работа по предмету «Методам и средствам измерений»

 

1. Запишем границы интервалов:

499…500; 500…501;

Определяем число попаданий в каждый интервал. Находим вероятности попадания значения в каждый интервал по формуле:

Получаем следующие значения: p1=0,1; p2=0,15; p3=0,125; p4=0,175; p5=0,15, p6=0,3.

Исходя из полученных данных, построим гистограмму:

Как видно по гистограмме, закон распределения случайно погрешности подобен равномерному закону распределения.

Определим границы доверительного интервала для случайной погрешности. Для этого по таблице для объема выборки n=40 и доверительной вероятности Р=0,95 и Р=0,99 определяем коэффициенты Стьюдента tp(N):

tp1(N)=2 и tp2(N)=2,7.

Находим величину доверительного интервала для доверительной вероятности Р=0,95:

Находим величину доверительного интервала для доверительной вероятности Р=0,99:

Записываем результат измерения для доверительной вероятности Р=0,95:

I=Iср±J=75±0,2 А, Р=0,95

Записываем результат измерения для доверительной вероятности Р=0,99:

I=Iср±J=75±0,27 А, Р=0,99

 

2.Косвенные измерения.

Согласно заданию на курсовую работу следует провести косвенное измерение постоянного тока величиной I=90 А.

Составим схему косвенного измерения тока, такая схема представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема для косвенного измерения тока.

 

Вольтметр PV1 измеряет падение напряжения на шунте RШ. Сопротивление шунта при обесточенной цепи измеряет омметр PR1. Ток находиться по закону Ома:

I=UШ/RШ          

Зададимся результатами измерения и численными значениями случайно и систематической погрешности измерительных приборов:

1. Результат измерения напряжения UШ=9 В, при этом случайная погрешность вольтметра dU=1 %, а систематическая погрешность составляет DUс=0,2 В.

2.   Результат измерения сопротивления RШ=0,1 Ом, при этом случайная погрешность омметра dR=4 %, а систематическая погрешность составляет DRс=0,01 Ом.

Переходим от относительных случайных погрешностей к абсолютным значениям:

DU=dU×UШ/100%=1×9/100=0,09 В      

 

DR=dR×RШ/100%=4×0,1/100=0,004 Ом     

 

Находим частные производные:

 

       

 

        

 

Теперь можно определить случайную и систематическую составляющие результата измерения. Находим систематическую погрешность:

      

Находим случайную погрешность:

 

 

Находим результирующую погрешность измерения:

 

     

 

Запишем результат однократного косвенного измерения тока:

       I=UШ/RШ±D=9/0,1±8=90±8 А, Р=0,95

3. Измерение неэлектрической величины.

Измерение температуры преобразователями термоэлектрическими ТХА, ТХК.

Преобразователи термоэлектрические предназначены для измерения температуры газообразных и жидких химически неагрессивных сред, а также агрессивных сред, не разрушающих защитную арматуру.

Диапазон измерений: для ТХА – от минус 50 дол 900 0С, для ТХК – от минус 200 до 600 0С.

Измерительным узлом термопреобразователя является термометрический чувствительный элемент, состоящий из двух термоэлектродов, изготовленных из разных сплавов (хромель, алюмель – в ТХА или хромель, капель – в ТХК) и соединенных между собой на одном конце, который составляет горячий спай. Элемент заключен в защитную арматуру. Свободные концы элемента подключены к контактам термопреобразователя, положительный термоэлектрод подключен к контакту со знаком «+».

Принцип работы термопреобразователя основан на преобразовании тепловой энергии в термоэлектродвижущую силу элемента при наличии разности температур между его свободными концами и горячим спаем.

 

Измерение температуры термопреобразователями сопротивления ТСП и ТСМ.

Термопреобразователи предназначены для измерения температуры газообразных и жидких химически неагрессивных сред, а также агрессивных сред, не разрушающих защитную арматуру.

Диапазон измерений: для ТСП – от минус 260 до 600 0С, для ТСМ – от минус 50 до 150 0С.

Измерительным узлом термопреобразователя является чувствительный элемент, представляющий собой бифилярную проволоку из платиновой (в ТСП) или медной (в ТСМ) проволоки, помещенной в защитную арматуру. Элемент включен в электрическую цепь термопреобразователя.

Принцип работы термопреобразователя основан на пропорциональном изменении его электрического сопротивления в зависимости от температуры.

 

Измерение температуры термометрами манометрическими самопишущими.

Термометры манометрические самопишущие газовые и жидкостные предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры жидких и газообразных сред в стационарных установках и записи ее во времени на дисковой диаграмме.

Диапазон измерений зависит от заполнителя термосистемы: от -50 до +50 0С – азот; от -25 до +60 0С – фреон; от 0 до +120 0С – метил хлористый; от +100 до +200 0С – ацетон; от +50 до +150 0С – этил хлористый; от +25 до +75 0С – хладон; от +200 до +300 0С – толуол; от –200 до +50 0С – гелий; от 0 до +600 0С – аргон; от –150 до +50 0С – фракция изопентановая.

Работа  термометров манометрических основана на свойстве газов  изменять сое давление и на свойстве жидкостей изменять сой объем при изменении температуры.

Изменение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем термосистемы через термобаллон 1 и преобразуется в изменение давления (объема).

Это изменение по капилляру 2 передается в манометрическую пружину 3 и вызывает перемещение ее свободного конца, которое через передаточный механизм 4 преобразуется в перемещение пера 5 на диске диаграммном 6.

 

 

Рисунок 1. Принципиальная схема самопишущего термометра: 1 – термобаллон; 2 – капилляр соединительный; 3 – пружина манометрическая; 4 – кривошипно-шатунный механизм; 5 – перо записывающее; 6 – диск диаграммный; 7 – привод диаграммы.

 

Список использованной литературы.

1. А. Г. Дивин, С.В. Пономарев, Методы и средства измерений, испытаний и контроля, 2010 г.
2. Методы и средства измерений: Учебник для вузов/ Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко, 2е изд, стереотип. – М: Издательский центр «Академия», 2004 г.
3. Димов Ю. В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов 2-н изд. СПБ 2006.
4. Лифиц И. М. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия. Учебник 9-е изд. Переработанное и дополенное, издательство ЮРАЙТ, 2010 -315с.
5. Энуар Хамадулин, Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах, учебное пособие, 2009 г.