ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра метрологии, приборостроения и управления качеством Отчёт лабораторной работы №4 По дисциплине Метрология, квалиметрия и стандартизация (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы: Исследование основной аксиомы метрологии Выполнил: студент гр. СТ-20 (шифр группы) (подпись) Стальков Д.А. (Ф.И.О.) Оценка: Дата: Проверил: ассистент (должность) Алехнович В.В. (подпись) Санкт-Петербург 2022 (Ф.И.О.) Цель работы: проверить и экспериментально исследовать основную аксиому метрологии. Краткие теоретические сведения: Метрология — наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность. Задачами метрологии являются: создание общей теории измерений, образование единиц физических величин и систем единиц, разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант. В практической деятельности на результат измерения оказывает влияние множество разнообразных, в том числе случайных, факторов, точный учет которых невозможен и окончательный итог измерения оказывается непредсказуем. Поэтому результат измерения (отсчет) при его повторении каждый раз получается разным. На основании опыта множественных практических измерений можно сформулировать основной постулат метрологии: отсчет является случайным числом. Из основного постулата метрологии вытекают три следствия: 1. Измерение есть не что иное, как сравнение. Любое измерение является результатом экспериментального сравнения двух размеров физических величии между собой. 2. Без априорной информации измерение невозможно. Любое измерение направлено на получение дополнительной количественной информации об объекте измерения. Но если в отношении анализируемого объекта перед измерением нет никакой предварительной информации об его количественных свойствах, то, измеряя его или не измеряя, мы ничего о свойствах этого объекта так и не узнаем. 3. Результат измерения без округления является случайным. На результат измерения оказывают влияние множество различных факторов. Поэтому при повторных измерениях одной и той же физической величины разными лицами, разными приборами и методами получаются неодинаковые результаты измерения, если не производить их округление. Исходные данные: 2 Выполнена процедура повторяемых измерений величины напряжения при равноточных значениях отсчета. Получен массив из n независимых значений результата измерений. Определить интервал значений результата измерений. Обработку экспериментальных данных следует осуществлять, начиная с определения среднего арифметического значения результата измерений. Обнаружение и исключение ошибок производится по «правилу трех сигм». n=31 Получен массив экспериментальных данных: 85, 84, 86, 83, 86, 83, 82, 83, 82, 83, 82, 84, 83, 83, 84, 80, 84, 84, 84, 83, 86, 82, 85, 84, 80, 85, 83, 81, 82, 83, 83. Данный массив экспериментальных данных представлен в таблице 1: Частость, 𝒎 𝒏 ∗ ∆𝑸 Интервал измеренных значений Число значений в напряжения интервале, m 80 … 81 5 0,1612 81 … 82 2 0,06 82 … 83 11 0,354 83 … 84 7 0,22 84 … 85 3 0,096 85 … 86 3 0,096 Таблица 1 – массив экспериментальных данных ∆𝑸 = 𝑸𝒎𝒂𝒙 −𝑸𝒎𝒊𝒏 𝒌 , где 𝒌 = 𝟓 ÷ 𝟕. Полагая поправку равной нулю, будем считать, что: 𝑸𝒊 = 𝒙𝒊 На основе экспериментальных данных построим гистограмму (рис. 1): Рисунок 1 – Гистограмма и полигон 3 Вывод: В ходе лабораторной работы экспериментально была изучена основная аксиома метрологии, которая показывает, что результат измерения не может быть представлен конкретным числом, он может быть представлен лишь массивом экспериментальных данных, эмпирическим законом распределения вероятности, поэтому можно лишь указать интервал, в пределах которого оно находится с той или иной вероятностью. 4
