Podstawy metrologii i techniki eksperymentu

Ćw. nr 3

Metoda podstawowa pomiaru na podstawie wyznaczania gęstości. Błędy w metodzie pośredniej.

1. Wstęp:

Metody pomiarowe to sposób wykorzystania zjawisk fizycznych i środków pomiarowych w celu uzyskania poprawnego wyniku. Ze względu na sposób otrzymywania wyniku pomiaru metody dzielą się na podstawowe( bezwzględne) i porównawcze. Ze względu na sposób wyznaczania wartości mierzonej na bezpośrednie i pośrednie.

2. Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie gęstości cieczy manometrycznej (denaturatu) i pyłu (piasek). Przeprowadzenie analizy niepewności na podstawie wyników.

3) Schematy stanowisk:

Menzurka Pojemnik zbiorczy z Waga elektroniczna

denaturatem

Rys. 2. Schemat układu do wyznaczenia gęstości cieszy manometrycznej (denaturatu).

4) Warunki środowiskowe panujące w pomieszczeniu:

T=19,6

P=994hPa

Wilgotność powietrza:

=100ml

5) Wyniki pomiarów:

Dla cieczy:

Lp.	m [g]	V [ml]
1	87,24	62
2	84,23	59
3	86,75	61
4	86,47	61
5	85,52	60

- masa pustego naczynia

Dla pyłu:

Lp.	m [g]
1	31,69
2	31,63
3	30,41
4	30,60
5	30,69

I Obliczenia dla cieszy:

Niepewności pomiaru w metodzie pośredniej wyznaczmy za pomocą różniczki zupełnej. Równanie na niepewność pomiaru gęstości (zakładając, że wszystkie zmienne są niezależne):

Wartości pochodnych:

Po podstawieniu do równania:

Wyliczając niepewności składowe :

- wynosi 0 - nie stwierdzono rozrzutu wyników

- niepewność poprawki wskazania obliczamy metodą typu B

- niepewność poprawki rozdzielczości obliczamy metodą typu B

u(Pr)- pomijamy, gdyż jest mniejsze od u(Pw)

Po uproszczeniu:

Niepewność pomiaru
:

- wyznaczmy za pomocą odchylenia standardowego średniej

- niepewność poprawki wskazania obliczamy metodą typu B

- możemy ją pominąć tak jak w poprzednim przypadku

g

Po uproszczeniu:

g

Niepewność pomiaru
wyznaczamy metodą B. Nie zauważono rozrzutu wyników więc:

=0,77ml

Niepewność bezwzględna gęstości:

Niepewność rozszerzona:

k=2

Wynik pomiaru gęstości:

ρ  807,4 ± 33,3 kg/m³

II Obliczenia dla pyłu

Niepewność względna

=0,31

Względna niepewność objętości:

=0,005

=0,01

Niepewność bezwzględna objętośći:

Niepewność rozszerzona:

Wynik pomiaru gęstości:

ρ = 1507,8 ± 33,8 [kg/m³

6) Wnioski:

Na podstawie wyników stwierdzam, że niepewność rozszerzona denaturatu jest znacznie większa od niepewności pyłu. Błędy wskazań obejmowały również wielkości składowe, które zostały wykorzystane w obliczeniach. Powtarzalność wyników pomiarów w przypadku pyłu była różna, gdyż musieliśmy skorzystać z układu umożliwiającego jego zasypywanie.

Im pył bardziej ubity- tym wynik gęstości nasypowej będzie większy ponieważ cząstki byłu bardziej do siebie dolegają i jest między nimi mniej powietrza.

---