Приступите к выполнению лабораторной работы.

 

Задание 1. Выполнение многократных независимых наблюдений в автоматическом режиме

а. С помощью регулятора выходного напряжения УИП установите на его выходе напряжение в диапазоне от 1 В до 15 В. Напряжение на выходе делителя будет, соответственно, в пятьсот раз меньше.

Нажатием на кнопку «Произвести наблюдения» на лицевой панели устрой­ства запустите режим сбора данных. ЦУОИИ начнет получение измерительной информации от цифрового мультиметра, причем результаты будут, по мере по­ступления, отображаться на графическом индикаторе устройства.

После окончания сбора данных изучите результаты наблюдений, представ­ленные на графическом индикаторе.

Задание 2. Выполнение автоматизированной стандартной процедуры обработки результатов многократных независимых наблюдений.

а. Оцените среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонение резуль­татов многократных наблюдений, для чего:

· с помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Перейти к обработке» запустите режим автоматизированной стандартной обработ­ки ряда наблюдений (ЦУОИИ проводит обработку в точном соответствии с методикой, описанной в разделе 2 настоящей работы);

· дождитесь появления в окне ЦУОИИ результатов обработки, а именно: значения среднего арифметического результатов наблюдений, оценки сред­него квадратического отклонения результатов наблюдений и оценки сред­него квадратического отклонения результата измерения;

· запишите в отчет показания ЦУОИИ, результаты обработки, а также сведе­ния о классе точности цифрового мультиметра.

б. Проверьте, используя критерий согласия Пирсона, гипотезу о нормальности закона распределения результатов наблюдений:

· с помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Продол­жить» запустите режим построения гистограммы. ЦУОИИ построит гистограмму, которая будет отображена на его графическом инди­каторе. На цифровых индикаторах, расположенных рядом, будут индициро­ваться минимальный и максимальный из полученных результатов наблюде­ний, а также количество интервалов разбиения, выбранное для построения гистограммы;

· продолжите проверку, установив в соответствующих окнах на лицевой па­нели ЦУОИИ необходимые уровень значимости и число степеней свободы;

· с помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Прове­рить» запустите режим вычисления значения χ². ЦУОИИ вычислит значе­ние критерия и отобразит полученный результат в соответствующем окне;

· сравните вычисленное значение х2 с критическим значением и сделайте вы­вод о справедливости гипотезы, выдвинутой в отношении закона распреде­ления результатов наблюдений;

· если гипотезу о законе распределения необходимо отвергнуть, вернитесь к заданию 1 лабораторной работы;

· запишите полученные результаты в отчет.

с. Найдите доверительные границы случайной погрешности результата изме­рений:

· с помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Продол­жить» запустите режим расчета границ случайной погрешности результата измерений;

· выберите значение доверительной вероятности и установите его в соответ­ствующем окне на лицевой панели ЦУОИИ;

· с помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Вы­числить» запустите режим вычисления границ случайной погрешности. Устройство при выбранном значении доверительной вероятности вычис­лит значения коэффициента Стьюдента и координаты границ до­верительного интервала для случайной погрешности и отобразит получен­ный результат в соответствующем окне;

· запишите полученные результаты в отчет.

d. С помощью расположенной на лицевой панели ЦУОИИ кнопки «Продол­жить» запустите режим вычисления доверительных границ неисключенного ос­татка систематической составляющей погрешности и доверительных границ по­грешности результата измерений. Запишите полученные результаты в отчет.

e. С помощью кнопки «Продолжить» перейдите в режим сохранения массива ряда наблюдений и гистограммы. Для сохранения данных дважды введите ориги­нальные имена файлов и используйте расположенные рядом кнопки «Сохра­нить». Затем остановите программу при помощи кнопки «СТОП».

f. Запишите результат измерений в отчет и сохраните отчет с результатами ра­боты под оригинальным именем в виде XLS-файла.

g. Дважды повторите измерения согласно пп. a-f задания 2, каждый раз изме­няя напряжение на выходе УИП и количество наблюдений.

После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и, при не­обходимости, выключите компьютер.

 

Оформление отчета.

 

Отчет должен содержать:

· сведения о цели и порядке выполнения работы;

· сведения об использованных методах измерений;

· сведения о характеристиках использованных средств измерений, необходи­мые электрические схемы;

· данные, на основании которых выбирались средства измерений для выпол­нения каждого из пунктов задания;

· экспериментальные данные;

· полностью заполненные таблицы отчета, а также примеры расчетов, выполнявшихся при заполнении таблиц;

· анализ полученных данных и вывод об особенностях и качестве проведен­ных измерений и результатах проделанной работы.

 

Контрольные вопросы.

 

1. В каких случаях проводят измерения с многократными независимыми наблю­дениями? Что принимают за результат таких измерений?

2. Дайте определение следующих понятий: доверительная вероятность, довери­тельная граница случайной погрешности измерения, грубая погрешность (про­мах), неисключенный остаток систематической погрешности измерения.

3. Что такое доверительный интервал?

4. Назовите основные числовые характеристики ряда наблюдений.

5. Когда проводится стандартная процедура обработки результатов измерений с многократными наблюдениями, в чем она заключается?

6. Чем отличается дисперсия ряда наблюдений от дисперсии результата измерений?

7. Что такое гистограмма? Зачем и как она строится?

8. Какие критерии согласия вы знаете? Для чего они служат?

9. Как представить результаты измерений с многократными наблюдениями? От чего зависит выбор способа представления результатов?

10. Как вычислить результирующую погрешность измерений, если на результаты одновременно влияют неисключенный остаток систематической погрешности и случайная составляющая погрешности?

11. Всегда ли надо учитывать влияние неисключенного остатка систематической погрешности на результат измерений с многократными наблюдениями?

12. Каким требованиям должен в первую очередь отвечать вольтметр, если для измерения постоянного напряжения необходимо использовать многократные наблюдения?

13. Какие преимущества ВП были использованы при выполнении настоящей ра­боты?