Оценка погрешностей результатов исследований

Специфика методики по оценке погрешностей заключается в том, что в данной лабораторной работе используется имитационное моделирование режимов нагрева и теплообмена по жесткой, заранее заданной программе, когда переход с одного режима на другой осуществляется ступенчато, а значения падения напряжения, тока нагрева и температуры воды на входе и выходе калориметрического участка строго фиксированы, измерительная информация снимается с помощью установленного на пульте управления измерительного прибора и отображается на экране монитора. Поэтому при обработке результатов эксперимента на имитационной установке для каждого режима нагрева и теплообмена необходимо учитывать класс применяемого измерительного прибора и его допустимые погрешности измерений в соответствии с метрологическими требованиями ГОСТ 8.009-84 и ГОСТ 8.508-86. Практически при выполнении работы на каждом заданном стационарном режиме нагрева проводятся однократные измерения электрических и температурных параметров. Поэтому при оценке погрешностей рекомендуется следующий порядок расчета.

Определяется класс точности измерительного прибора и оценивается погрешность измерения величины на избранном диапазоне измерений. (Для стрелочных приборов предел погрешности отсчета принимается равным 0,5 деления шкалы). Предел допустимой основной погрешности средства измерения оценивается по формуле

где Х_н – нормируемое значение измеряемой или определяемой физической величины; g - предел допускаемой погрешности прибора (класс точности прибора).

Предел допустимой погрешности измерения силы тока нагрева - DI_н определяется по формуле

где І_к – предел измерения тока, І_х – значение измеряемого тока.

Предел допустимой погрешности измерения DU падения напряжения определяется по формуле

,

где DU_k – предел измерения напряжения; DU_х – показания напряжения.

Погрешность определения электрической мощности, затрачиваемой на нагрев вольфрамовой проволоки, оценивается как погрешность косвенных измерений с учетом класса точности измерительного прибора

.

Предел допускаемой абсолютной погрешности определения электрической мощности

,

где I_н и U_н – номинальные значения тока и напряжения соответственно; DI_н и DU_н – пределы допускаемых значения погрешности в соответствии с классом точности и шкалой прибора.

Предел допускаемой относительной погрешности определения электрической мощности находится из соотношения

.

Погрешность в определении температуры вольфрамовой проволоки принять равной ± 2%.

Погрешность в определении сопротивления проволоки принять равной ±5%.

Погрешность в определении удельного сопротивления принять равной ±1%.

Погрешность измерения температуры воды Т₂ принять равной ±1%.

Относительная погрешность определения коэффициента излучения проволоки находится из следующего уравнения:

.

Контрольные вопросы

1. Что такое спектр излучения (поглощения)? Какими параметрами определяется спектр излучения вещества?

2. Дайте определение абсолютно черного тела, белого тела, серого тела. Что такое коэффициент черноты?

3. Дайте определение равновесного излучения. Сформулируйте закон Стефана-Больцмана, закон Вина, закон Кирхгофа.

4. Объясните методику расчета лучистого потока и коэффициента излучения в данной работе.

Работа 3 (ММТП-003М)