Lucrări de laborator privind metrologia

metodichka2.docx

LUCRAREA LABORATORULUI № 2
MĂSURAREA INDIRECTĂ A DENSITĂȚII ORGANELOR SOLIDE
1 Scopul muncii

Măsurarea indirectă este determinarea cantității fizice dorite pe baza rezultatelor măsurărilor directe ale altor cantități fizice care sunt funcțional legate de cantitatea dorită. În ceea ce privește măsurarea densității unui corp solid, acesta constă în măsurători directe ale masei corpului și a dimensiunilor sale geometrice și calculul raportului masă-volum prin formula

În această lucrare este efectuată o măsurare indirectă a densității materialului (substanței) solidelor din trei forme diferite: o prisă din lemn dreptunghiulară, un cilindru circular drept de textolit și o minge de oțel. Densitatea materialului fiecăruia dintre aceste corpuri este determinată de următoarele formule:

unde ρ este densitatea materialului, kg / m3;

m este masa corpului corespunzător, kg;

d, l - diametrul cilindrului și a bilei și lungimea cilindrului, m.

Presupunând că toate cele trei corpuri au forma corectă, sunt libere de goluri, iar materialul este omogen, măsurarea indirectă de eroare de densitate va consta din erori directe de măsurare în masă și dimensiunea corpului lor. Pe baza metodei de linearizare, eroarea de măsurare a valorii dorite (densitate) este asociată cu erorile de măsurare a cantităților măsurate prin măsurători directe, următoarele dependențe:

a) maximul absolut (maxim posibil) de formula

unde este eroarea limită absolută a măsurării densității, kg / m 3;

- derivatul de densitate parțială în raport cu magnitudinea i a măsurătorilor directe;

Qi - valoarea măsurată a valorii i a măsurătorilor directe, kg sau m;

Qi - eroare limită absolută de măsurare a valorii i a măsurătorilor directe, kg sau m;

m este numărul de valori ale măsurătorilor directe;

bi este coeficientul de influență al erorii absolute de măsurare a valorii i asupra erorii absolute a măsurării densității;

Δρmax, i este eroarea parțială absolută a măsurării densității introdusă de eroarea absolută de măsurare a valorii i a măsurătorilor directe;

b) limita relativă în raport cu formula

unde dρmax - eroare limită relativă de măsurare a densității,%;

ρ - valoarea măsurată a densității, kg / m3;

Bi = - coeficientul de influență al erorii relative de măsurare a valorii i pe eroarea relativă a măsurării densității;

dQi = - eroarea limită relativă de măsurare i - acea dimensiune a măsurătorilor directe,%;

c) absolut cel mai probabil cu formula

d) relația cea mai probabilă cu formula

O condiție importantă pentru efectuarea măsurărilor indirecte este asigurarea acurateței măsurătorilor directe, adică egalitatea aproximativă a erorilor particulare, erori ale valorilor măsurate determinate supuse măsurătorilor directe, ca parte a erorii de măsurare (densitate) cantitate necunoscută. În absența menționat incertitudinea de măsurare de precizie egală a cantității necunoscute, mai ales cel mai probabil să fie aproape în întregime determinată de cea mai mare eroare de măsurare a oricăreia dintre cantitățile corecte măsurate, în timp ce mai mică eroarea de măsurare a altor valori vor fi neglijabile, iar efortul de a asigura aceste mici erorile, vor fi zadarnice și iraționale.
3 Echipament

3.1 Tabelul Balance RN-6TS13U, limite de greutate cuprinsă între 40 g până la 6 kg, intervalul scalei de 10 g, gradul mediu de precizie (absolut eroarea admisibilă ± 10 g).

Caliper 3.2 ShTs-II, măsurarea limitelor 0-250 mm, valoarea diviziunii dispozitiv indicator este de 0,05 mm, absolut eroarea admisă de ± 0,08 mm lungime variind de la 1 la 50 mm, ± 0,09 mm în lungime variind de la 50 mm până la 80 mm și ± 0,1 mm în intervalul de lungimi mai mari de 80 mm.

3.3 Probele de solide: o prismă dreaptă dreptunghiulară din lemn (pin), un cilindru drept circular din ebonit, o minge de oțel.
4 Program și procedură pentru efectuarea lucrărilor experimentale

4.1. Se măsoară dimensiunile geometrice ale eșantioanelor cu ajutorul unui etrier și se măsoară prin secțiunile medii ale eșantioanelor. Rezultatele măsurătorilor obținute sunt introduse în tabelul 1.

4.2. Se măsoară masa probelor prin cântărirea lor pe o scară, se iau în considerare citirile cu o discrepanță de până la jumătate din prețul de divizare scară. Înainte de cântărire, verificați dacă balanța este în poziție orizontală și dacă citirile sunt zero, dacă nu există sarcină pe platforma de încărcare; În cazul nerespectării acestor cerințe, reglați suporturile și rotiți butonul butonului zero pentru a aduce echilibrul la starea corespunzătoare. Rezultatele măsurătorilor obținute trebuie introduse în tabelul 1.
Tabelul 1


Material și forma eșantionului


Dimensiunile geometrice ale eșantionului, m


Volumul probei V, m 3

4.3 Se recomandă ca rezultatele măsurătorilor dimensiunilor geometrice și rezultatele calculelor volumului și densității să fie scrise cu numere cu un factor de 10 la gradul corespunzător.
5 Prelucrarea rezultatelor experimentale

5.1 Se calculează volumul fiecărei probe și densitatea materialului în conformitate cu formulele (1) - (4); valorile volumelor și densităților pentru a rotunji până la patru cifre semnificative și pentru a intra în tabelul 1.

5.2 Ca măsurători directe ale erorilor absolute ale dimensiunilor și greutatea probelor geometrice luate aplicată pe măsurare absolută eroare admisibilă înseamnă, în conformitate cu secțiunea 3. Se determină eroarea relativă a tuturor valorilor măsurate direct; ambele fiind introduse în tabelul 2.

5.3 Pe baza formulelor (5) - (8) se completează până formula de calcul a tuturor tipurilor de erori, inclusiv măsurarea privată, indirectă a densității pentru toate materialele (probe), în timp ce în formula (6) și (8) pentru a expune densități nu au fost obținute , și expresia pentru densitatea probei corespunzătoare prin formulele (2) - (4).

5.4 Din formulele obținute, calculați erorile corespunzătoare în măsurarea densității fiecărui material (eșantion) și adăugați-le în tabelul 2, rotunjite la trei sau patru cifre semnificative.

5.5 Valorile calculate ale erorilor de măsurare densitate și valorile calculate anterior ale densității, în conformitate cu normele de metrologie rotunde și de a le face în plus, respectiv, în tabelele 2 și 1, cu valori ale densității scrise indicând limitele cele mai probabile ale erorii absolute a tipului ρ ± Δρ.
Tabelul 2

și forma eșantionului


Eroarea măsurărilor directe

5.6 Rezultatele măsurării densității materialelor studiate sunt comparate cu datele din cărțile de referință și se face o concluzie cu privire la fiabilitatea măsurătorilor indirecte.
6 Întrebări de testare

1 Care sunt măsurătorile directe și indirecte? în ce cazuri recurgeți la măsurători indirecte?

2 Cum sunt stabilite dependențele (ecuațiile de cuplare) între valoarea căutată, măsurată indirect, și valorile măsurate direct? Dați 2-3 exemple de măsurători indirecte ale cantităților fizice, altele decât densitatea.

3 Care sunt cerințele pentru eșantioanele de stare solidă pentru a măsura indirect densitatea lor? Ce consecințe pot duce la nerespectarea acestor cerințe?

4 De la ce se adaugă eroarea măsurătorilor indirecte? Există o eroare metodică în ceea ce privește măsurătorile indirecte și care este cauza posibilă a acesteia (folosind exemplul de măsurare a densității solidelor)?

5 Care este cerința pentru acuratețea măsurătorilor directe în ceea ce privește măsurătorile indirecte? Cât de mult respectă această cerință măsurătorile directe efectuate în această lucrare?

6 Care este rezonabilitatea și care este baza pentru utilizarea preciziei măsurărilor indirecte pentru estimarea celei mai probabile erori obținute prin însumarea cadrului de erori în măsurătorile directe?

7 Este recomandabil și în ce condiții este posibil să trecem de la măsurătorile indirecte ale oricărei cantități la măsurarea lor directă? Dați 2-3 exemple de astfel de tranziție.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: