Ocena właściwości dokładnościowych przyrządów pomiarowych:

Doświadczenie miało na celu zapoznanie się z metodyką oceny właściwości dokładnościowych przyrządów pomiarowych. W pierwszej części ćwiczenia laboratoryjnego konieczne było wyeliminowanie błędu systematycznego pomiaru rezystancji
metodą zastępowania oraz obliczenie niepewności wyznaczenia wartości
za pomocą mostka Wheatstone'a. W tym celu przy ustalonej wartości prądu pomierzyliśmy w układzie połączeń ze schematu poniżej wartość rezystancji
metodą techniczną( przełącznik p w położeniu 1). Następnie przestawiliśmy przełącznik w położenie 2. Opornik
doregulowaliśmy do takiej wartości, aby wskazania amperomierza były takie same jak w poprzednim pomiarze.

Schemat układu pomiarowego:

Poniżej prezentujemy wyniki obliczeń uzyskanych na podstawie pomiarów:

1. Błędy:

2. Niepewność łączna:

3. Niepewność całkowita pomiaru rezystancji metodą techniczną, przyjmujemy

4. Błąd bezwzględny nastawienia rezystora wzorcowego:

5. Niepewność całkowita pomiaru
metodą zastępowania:

6. Różnica niepewności pomiaru
metodą techniczną i metodą zastępowania:

7. Wyniki pomiaru rezystancji
metodą techniczną:

8. Wyniki pomiaru rezystancji
metodą zastępowania:

Wyznaczanie niepewności wyniku pomiaru

W układzie mostka Wheatstone'a wykonaliśmy n-krotny pomiar rezystancji
zmieniając położenie przełącznika p, tak aby każdy pomiar odbywał się przy innej biegunowości napięcia zasilającego. Odczyt wielkości rezystancji dobranej za pomocą mostka odbywał się po ustaleniu stanu układu, co wskazywał galwanometr. Wartości oporników stosunkowych
i
przyjęliśmy według zasad doboru ze względu na maksymalną czułość i płynność regulacji.

Schemat układu pomiarowego:

9. Wartości
kolejnych pomiarów:

= 72,045
,
= 81,315
,
= 72,015
,
= 81,11
,
=72,02

= 81,206,
= 72,022,
= 81,185,
= 72,031,
= 81,15,
= 72,056,
= 81,322,
= 72,072,
= 81,25,
= 72,038,
= 81,203,

= 72,052,
= 81,189,
= 72,202,
= 81,201,
= 72, 008,

= 81,36

10. Wartość średnia wszystkich pomiarów:

11. Wyniki
dla kolejnych pomiarów:

1) 211023,533 2) 218675,011 3) 213788,791 4) 199922,554

5) 213326,668 6) 208599,552 7) 213141,959 8) 206685,709

9) 212311,758 10) 203515,57 11) 210014,142 12) 219330,179

13) 208550,229 14) 212638,11 15) 211667,165 16) 208325,606

17) 210380,92 18) 207049,571 19) 196845,731 20) 208143,076

21) 214436,603 22) 222903,904

12. Odchylenie standardowe:

a) Kryterium 3S:

Wszystkie zmierzona wartości są poprawne i nie zawierają pomyłek.

Ponieważ łączna ilość pomiarów jest <30, obliczam niepewność łączną korzystając z rozkładu Studenta. Tak jak we wcześniejszych obliczeniach, przyjmuje wartość
.

13. Niepewność łączna:

14. Wnioski:

W wyniku naszych pomiarów otrzymaliśmy wielkości obarczone jedynie błędami. Żaden z pomiarów nie jest obarczony pomyłką. W pierwszej części doświadczenia uzyskaliśmy wartość
. W założeniu, badana następnie przez nas rezystancja
powinna mięć identyczną wartość przy takich samych, jak we wcześniejszym pomiarze, wskazaniach amperomierza. Uzyskaliśmy wyniki różniące się o
. Błąd ten może być spowodowany niedokładnością przy ustalaniu odczytu z podziałki amperomierza, oraz klas dokładności: amperomierza i rezystora. Otrzymaną wartość
przyjmujemy za poprawną.

Pomiary wykonane w układzie z mostkiem Wheatstone'a również nie są obarczone pomyłkami i spełniają kryterium 3S, dlatego też żadna wartość nie została przez nas odrzucona. Wyniki pomiarów są jednakże obarczone błędami, wynikającymi z klas dokładnościowych przyrządów pomiarowych. Kolejną przyczyną błędów mógł być nieprecyzyjny odczyt galwanometru, wskazującego na ustalenie stanu badanego układu.

Suplement:

* Klasy dokładnościowe przyrządów pomiarowych:

4

---