(справочное)
Пример вычисления неопределенности измерений. Измерения силы электрического тока с помощью вольтметра и токового шунта
Б.1 Уравнение измерений
(Б.1)
где I - сила тока;
V - напряжение;
R - сопротивление шунта.
Б.2 Нахождение результата измерений
Б.2.1 В результате измерений напряжения при температуре t = (23,00 ± 0,05) °С получают ряд значений Vi в милливольтах (где i = 1, …, n; n = 10):
V1 | V2 | V3 | V4 | V5 | V6 | V7 | V8 | V9 | V10 |
100,68 | 100,83 | 100,79 | 100,64 | 100,63 | 100,94 | 100,60 | 100,68 | 100,76 | 100,65 |
Б.2.2 На основе полученных значений вычисляют среднее арифметическое значение напряжения , мВ, по формуле
. (Б.2)
Б.2.3 Значение сопротивления шунта R 0, Ом, установлено при его калибровке для I = 10 А и t = 23,00 °С и равно:
R 0 = 0,010088 Ом.
Б.2.4 Результат измерений силы тока I, А, получают по формуле
(Б.3)
Б.3 Вычисление неопределенности измерений
Б.3.1 По типу А вычисляют стандартную неопределенность, обусловленную источниками неопределенности, имеющими случайный характер.
Б.3.1.1 Стандартную неопределенность напряжения, обусловленную источниками неопределенности, имеющими случайный характер, u A(V) определяют по формуле
(Б.4)
u A(V) = 3,4×10-2 мВ,
Б.3.1.2 Стандартную неопределенность силы тока, обусловленную источниками неопределенности, имеющими случайный характер, u A определяют по формуле
, (Б.5)
Б.3.2 По типу В вычисляют стандартные неопределенности, обусловленные источниками неопределенности, имеющими систематический характер. Распределение значений величин внутри границ считают равномерным.
Б.3.2.1 Границы систематического смещения при измерениях напряжения, определенные при калибровке вольтметра, равны ±(3×10-4× V + 0,02). Тогда соответствующую стандартную неопределенность u B, V вычисляют по формуле
, (Б.6)
.
Б.3.2.2 Границы, внутри которых лежит значение сопротивления шунта, определены при калибровке шунта и равны ±(7×10-4 R). Тогда при R = R 0 соответствующую стандартную неопределенность u B, R вычисляют по формуле
, (Б.7)
.
Б.3.2.3 Границы изменения значения сопротивления шунта, обусловленного изменением температуры, равны ±(a×D t × R 0). Соответствующую стандартную неопределенность u B, t получают в соответствии с формулой
, (Б.8)
.
В дальнейшем этой составляющей неопределенности (ввиду ее малости по сравнению с другими составляющими) можно пренебречь.
Б.3.2.4 Суммарную стандартную неопределенность u B, вычисленную по типу В, определяют по формуле
, (Б.9)
.
Б.3.3 Суммарную стандартную неопределенность u c вычисляют по формуле
, (Б.10)
.
Б.3.4 Эффективное число степеней свободы v eff рассчитывают по формуле
, (Б.11)
Б.3.5 Коэффициент охвата k получают по формуле
. (Б.12)
Б.3.6 Расширенную неопределенность U 0,95 определяют следующим образом
, (Б.13)
.
Б.4 Полный результат измерения
, р =0,95.