Elektrimõõtmiste konspekt (0)

ELEKTRIMÕÕTMISED
ELECTRICITY MEASUREMENTS 3. parandatud ja täiendatud trükk
LOENGU KONSPEKT Koostas: Toomas Plank
TARTU 2005 Sisukord
Sissejuhatus ......................................................................................................................................... 5
MÕÕTMISTEOORIA ALUSED ........................................................................................................ 6
1. Mõõtmine, mõõtühikud, mõõtühikute vahelised seosed.............................................................. 6 1.1. Mõõtmine ............................................................................................................................ 6 1.2. Mõõtühikud ja nende süsteemid .......................................................................................... 6 1.3. Dimensioonvalem ................................................................................................................ 8 1.4. Suured ja väikesed ühikud................................................................................................... 9
2. Tõeline väärtus ja mõõdis. Viga ja määramatus ........................................................................ 11
3. Mõõtetulemus kui juhuslik suurus ............................................................................................. 13 3.1. Histogramm ....................................................................................................................... 14 3.2. Dispersioon ja standardhälve............................................................................................. 16 3.3. Ekse ................................................................................................................................... 17 3.4. Aritmeetilise keskmise standardhälve ja A­tüüpi määramatus ......................................... 18 3.5. Usaldusnivoo leidmine histogrammi alusel....................................................................... 19
4. Jaotusfunktsioonid. jaotusfunktsiooni hüpoteesi kontrollimine ................................................ 20 4.1. Normaaljaotus .................................................................................................................... 20 4.2. Ühtlane jaotus .................................................................................................................... 20 4.3. Kolmnurkjaotus ................................................................................................................. 21 4.4. Usaldusnivoo hindamine jaotusfunktsiooni alusel ............................................................ 22 4.5. Jaotusfunktsiooni hüpoteesi kontrollimine........................................................................ 22
5. Kaalutud keskmiste meetod ....................................................................................................... 25
6. Juhuslikud ja süstemaatilised efektid ......................................................................................... 26 6.1. Süstemaatilised efektid ...................................................................................................... 26 6.2. Juhuslikud efektid.............................................................................................................. 26
7. Mõõtevahendid ja nende lubatud vigade normeerimine ............................................................ 28 7.1. Normaal - ja töötingimused ................................................................................................ 29 7.2. Täpsusklass........................................................................................................................ 30 7.3. B-tüüpi määramatus........................................................................................................... 31
8. Mõõtetulemuse esitamine koos määramatuse hinnanguga ........................................................ 33 8.1. Näited B-tüüpi määramatuse leidmisest ja vastuse esitamisest......................................... 34
9. Mõõtetulemuse määramatus kaudmõõtmisel............................................................................. 36 9.1. Otsesed ja kaudsed mõõtmised.......................................................................................... 36 9.2. Kaudmõõtmise määramatus sõltumatute sisendsuuruste korral ........................................ 36 9.3. Summa ja vahe määramatus .............................................................................................. 37 9.4. Korrutise ja jagatise määramatus....................................................................................... 37 9.5. Kaudmõõtmise määramatus sõltuvate sisendsuuruste korral ............................................ 38
10. Mõõtetulemuste graafiline töötlemine ....................................................................................... 40 10.1. Katsepunktide lähendamine lähenduskõveraga................................................................. 40 10.2. Määramatuse ristide lisamine katsepunktidele .................................................................. 40 10.3. Teoreetilise mudeli kontrollimine ..................................................................................... 41 10.4. Vähimruutude meetodil leitud sirge tõusu ja algordinaadi kasutamine füüsikaliste suuruste mõõtmiseks ......................................................................................................... 42
11. Eksperimendi planeerimise elemente......................................................................................... 43
ELEKTRIMÕÕTMISED................................................................................................................... 44
12. Elektriskeemides kasutatavate tingmärkide tähendus ................................................................ 44
13. Osutmõõteriist............................................................................................................................ 46 3 14. Testri kasutamine mõõtmisteks, mõõtepiirkonna valik ............................................................. 47 14.1. Testri kasutamine voltmeetrina ......................................................................................... 48 14.2. Testri kasutamine oommeetrina ........................................................................................ 48 14.3. Testri kasutamine ampermeetrina...................................................................................... 48
15. Ostsilloskoop .............................................................................................................................. 49 15.1. Analoogostsilloskoop ........................................................................................................ 49 15.2. Digitaalostsilloskoop ......................................................................................................... 50
16. Laboratoorsed tööd koos juhendite ja indeksitega ..................................................................... 51
17. Kasutatud kirjandus ................................................................................................................... 52
LISA ................................................................................................................................................ 53
18. t-jaotus........................................................................................................................................ 53
4 Sissejuhatus
Elektrimõõtmiste kursusel on kolm peamist eesmärki: tutvustada põhilisi elektrinähtusi, tutvustada mõõtevahendeid ja - meetodeid , õpetada eksperimendi tehnikat ja katsetulemuste töötlemist.
Nende eesmärkide täitmiseks on kursus jagatud kolme ossa. Loengutes räägitakse elektrimõõtmistest ja mõõtetulemuste usaldatavuse hindamisest erinevate mõõtevahendite ja erinevate mõõtmisviiside korral. Praktikumides tuleb üliõpilasel loengus omandatud teadmiste kinnistamiseks sooritada 6 laboratoorset tööd peatükis 16 toodud nimekirjast. Seminarides õpime praktikumitöid andmetöötlusele esitatavate nõuete kohaselt vormistama kasutades inseneritarkvara paketti MathCAD .
5 Mõõtmisteooria alused
MÕÕTMISTEOORIA ALUSED