LABORATORIUM Z PRZEDMIOTU „METROLOGIA”

DLA STUDENTÓW III ROKU PWSZ W TARNOWIE - SPECJALNOŚĆ „ELEKTROTECHNIKA Z ELEKTRONIKĄ”

DOKUMENTACJI WYNIKÓW POMIARU I JEGO PRZEDSTAWIANIE

Podstawowym dokumentem związanym z każdym przeprowadzanym doświadczeniem, w którym występują jakiekolwiek pomiary, powinno być sprawozdanie (protokół). Jest ono sporządzone na podstawie notatek prowadzonych na bieżąco, w trakcie doświadczenia.

Sprawozdanie powinno być przede wszystkim zwięzłe i zrozumiałe, nawet po upływie dłuższego czasu od momentu wykonania doświadczenia, którego dotyczy. Jednocześnie powinno ono zawierać możliwie jak najwięcej informacji o przeprowadzonym eksperymencie i warunkach, w jakich się on odbył. Informacje te powinny umożliwiać innej osobie powtórzenie pomiarów w tych samych warunkach, w jakich były one już raz przeprowadzone, jeżeli taka konieczność się pojawi.

Sprawozdanie powinno zawierać następujące podstawowe informacje

• datę oraz dane dotyczące osób przeprowadzających pomiary,

• co jest przedmiotem pomiarów i jaki jest ich cel (program doświadczeń),

• niezbędne dane teoretyczne o przeprowadzonych pomiarach,

• schematy układów pomiarowych występujących w doświadczeniu,

• krótki opis istotnych czynności związanych z przygotowaniem doświadczenia i jego realizacją; od tych informacji zależy tak zwana odtwarzalność doświadczenia,

• wyniki pomiarów - najlepiej w postaci tabelarycznej, w której kolejność pomiarów wynika jednocześnie z zapisów wyników,

• obliczenia dokonane na podstawie wyników pomiarów z podaniem informacji, jak zostały one przeprowadzone (sposób obliczeń, użyte do tego celu wzory itp.),

• wykresy obrazujące badane w doświadczeniu zależności empiryczne zachodzące pomiędzy interesującymi nas wielkościami metrologicznymi,

• wyniki ostateczne, łącznie z analizą błędów,

• krótkie omówienie i przedyskutowanie wyników pomiarów,

• wykaz użytej aparatury, z podaniem cech umożliwiających identyfikację poszczególnych przyrządów oraz wpływu ich własności metrologicznych na dokładność otrzymanych wyników.

W zależności od specyfikacji danego doświadczenia poszczególne części sprawozdania mogą być mniej lub więcej rozbudowane.

Tabele

Wyniki pomiarów powinny być zapisywane natychmiast po dokonaniu odczytu. Wyników tych nie wolno w żadnym wypadku w jakikolwiek sposób przeliczać w pamięci przed ich zapisaniem. Kolejność czynności powinna być następująca: odczyt - zapis - sprawdzanie odczytu. Wyniki pomiarów, o ile jest to możliwe, powinny być notowane w postaci tabelarycznej. Jest to najbardziej zwarta i jasna forma zapisu. Każda kolumna (lub wiesz) w tabeli powinny być oznaczone symbolem wielkości, której wartości te zawierają, symbol jednostki, w której te wartości są podawane oraz numerem porządkowym. Jednostki, w których podawane są wyniki pomiarów, powinny być tak dobierane, aby liczby, które wartości tych wyników reprezentują, zawierały się w przedziale od 0,001 do 1000. Można to zawsze osiągnąć dobierając odpowiednie wielokrotności (podwielokrotności) jednostek układu SI.

Wykresy

Wykresy są jednym z najbardziej efektywnych sposobów przedstawiania

wyników pomiarów. Umożliwiają one znacznie szybszą percepcje wyników niż tabele, szybkie wykrywanie tendencji występujące w wynikach długich serii pomiarowych oraz łatwe porównywanie badanych przez nas zależności z zależnościami teoretycznymi. Każdy wykres powinien posiadać opis słowny lub tytuł, (czego dany wykres dotyczy), odpowiednio opisane i wyskalowane osie współrzędnych oraz zaznaczone współrzędne punktów pomiarowych, na podstawie, których została wyznaczona krzywa wykresu.

Poszczególne wykresy są wykonane na oddzielnych arkuszach papieru z naniesioną odpowiednio siatką: liniowo - liniową, logarytmiczno - liniową lub liniowo - logarytmiczną. Najczęściej stosowane są siatki liniowo liniowe (np. papier milimetrowy), umożliwiające wykreślne przedstawienie praktycznie dowolnych zależności.

Istotną rolę przy sporządzaniu wykresu odgrywa zastosowana na osiach współrzędnych podziałka. Przy jej wyborze należy przede wszystkim zapewnić to, aby punkty pomiarowe, przez które przechodzi wykreślona krzywa, rozłożone były na całej powierzchni pomiędzy opisanymi osiami współrzędnych sporządzonego wykresu.

Najwygodniejsze jest stosowanie podziałek, których działka podstawowa, np. 1 cm, odpowiada 1, 2, 5 lub 10 jednostkom mierzonej wielkości. Wybór jednostki wielkości metrologicznych, które reprezentują poszczególne osie wykresu, powinien być tak dokonany, aby ich wartości wyrażały się liczbami od 0,001 do 1000. Osie wykresu powinny być, ostrzałkowane i oznaczone symbolami reprezentowanych przez nie wielkości oraz ich jednostek. Należy przy tym pamiętać, że przy wyborze podziałek wykresu na obu osiach należy uwzględnić dokładność, z jaką wykonujemy pomiary. Używamy do tego celu poziomych i pionowych odcinków przecinających się wzajemnie symetrycznie w punkcie o współrzędnych będących wartościami liczbowymi pojedynczego pomiaru. Długości odcinków są równe podwójnej wartości modułu błędu bezwzględnego danej wielkości (rys.1).

Rys. 1. Przykłady oznaczania na wykresach niedokładności

Każdy wykres powinien być w zasadzie tak skonstruowany, aby błąd ewentualnego odczytu danych z tego wykresu był przynajmniej dwukrotnie mniejszy od błędów przedstawionych przez ten wykres pomiarów.

W przeważającej ilości przypadków nie wolno łączyć poszczególnych punktów pomiarowych naniesionych na wykres krzywą łamaną. Możemy tak uczynić jedynie wówczas, gdy przedstawiona zależność ma znaczenie formalne, a nie fizyczne. We wszystkich pozostałych przypadkach należy krzywą wykresu poprowadzić pomiędzy punktami pomiarowymi jako krzywą ciągłą, spełniające kryterium najmniejszej sumy kwadratów. W praktyce oznacza to takie prowadzenie krzywej pomiędzy punktami pomiarowymi, aby były one rozłożone symetrycznie (te same ilości równo odległych punktów) po obu jej stronach.

niedokładność wielkości

x

niedokładność wielkości

y

niedokładność wielkości x oraz y

---