Чтобы измерить любую физическую величину, надо правильно определить цену деления шкалы измерительного прибора (инструмента).
Рис. (1). Линейка и шарик
Цена деления шкалы — значение величины, которое соответствует разности двух ближайших отметок на этой шкале.
Для нахождения цены деления шкалы можно поступить следующим образом:
- найти две соседних отметки шкалы, возле которых написаны величины, соответствующие этим отметкам шкалы;
- найти разность этих величин;
- сосчитать количество промежутков между величинами отметок шкалы;
- полученную разность величин разделить на количество промежутков.
Как ты думаешь, одинаковую ли температуру показывают термометры, изображённые на рисунке?
Разную? Неверно! Показания термометров одинаковы: (26) °С. Однако их шкалы отличаются друг от друга. Выясним, в чём состоит это различие.
Например, между штрихами (20°С) и (30)(°С) на левом термометре столько же делений (промежутков), сколько их между (20°С) и (40°С) на правом термометре. Подсчитай: ровно (10) делений. Однако они отмеряют разное количество градусов! Поэтому говорят, что шкалы этих термометров имеют различную цену делений.
Итак, (10) делений на левом термометре отмеряют (10°С) (так как (30°С – 20°С = 10°С)), а (10) делений на правом термометре отмеряют уже (20°С) (так как (40°С – 20°С = 20°С)). Следовательно, на одно деление шкалы левого термометра приходится (1°С), а на одно деление шкалы правого — (2°С).
Рис. (2). Термометры
Запишем наши вычисления в виде дробей:
30°С−20°С10дел=10°С10дел=1°С/дел;40°С−20°С10дел=20°С10дел=2°С/дел.
Убедимся, что правый термометр показывает именно (26) °С.
После штриха (20) °С граница подкрашенного спирта поднялась на (3) деления.
Так как цена делений (2) °С/дел, то запишем равенство:
t=20°C+3 дел.⋅2°C/дел=20°C+6°С=26°C.
Источники:
Рис. 2. Термометры. © ЯКласс.
Алгоритм определения
цены деления измерительного прибора.
Штрихом шкалы измерительного
прибора называется черточка, которая нанесенная на шкалу. Над ней может быть
написаны значения физической величины.
Делением
шкалы называется промежуток между двумя
соседними штрихами, независимо от того, есть возле штрихов значение или нет.
- Определить, для измерения какой величины применяется прибор.
- Определить, в каких единицах измеряется величина.
- Определить нижнюю и верхнюю границу измерения прибора.
- Избрать два любых
соседних штриха, возле которых
указанны значения. - Сосчитать, сколько делений находятся между штрихами.
- Рассчитать цену деления (ЦД) по формуле:
ЦД = ( больше из
двух избранных значений, записанный возле штриха, минус меньшее
значение) делить на количество делений между ними.
Пример 1.
1.
Этот прибор
применяется для измерения силы тока.
Об этом свидетельствует литера “А”
на шкале. Прибор называется амперметр.
2.
Величина
измеряется в амперах.
3.
Нижняя
граница – 0 А. Верхняя граница – 4,1 А.
4.
Для определения
цены деления избираем штрихи с пометками 1 и 2.
5.
Между ними расположено 10 делений.
6.
ЦД= (2А – 1А) /10 делений = 1А /10 делений = 0,1А/дел.
Сила тока I = 2А + 3 дел . 0,1 А/дел = 2А+ 0,3А = 2,3А.
Пример 2.
1.
Этот прибор
называется мерный цилиндр и применяется для измерения объема.
2.
Объем
измеряется в миллилитрах (мл). Об этом свидетельствует надпись сверху шкалы.
3.
Нижняя
граница измерительного прибора –0 мл.
Верхняя граница измерения прибора – 20мл. Это наибольшее значение объема, которое можно измерять
с помощью мерного цилиндру.
4.
Избираем
два штриха, круг которых указанные значения
величин – 10 мл и 15 мл.
5.
Между
штрихами расположено 10 делений.
6.
ЦД = (15мл — 10мл) /10 дел = 0,5 мл/дел.
7.
Если
считать, что уровень воды указан штриховой черточкой, то объем воды в мерном цилиндре равняется
V = 15 мл
+ 2 дел . 0,5 мл/дел = 15 мл +1 мл = 16 мл.
Каждый измерительный прибор обязательно содержит в себе шкалу, представляющую собой упорядоченный ряд отметок. Эти отметки могут быть с значениями, либо просто штрихи.
Как определить цену деления я объясню на примере нашего рисунка.
Итак, на верхней шкале красными штрихами обозначены величины 0, 10, 20 и 30. Для того чтобы было наиболее понятно возьмем деления 20 и 30. От 30 вычитаем 20, получаем 10.
Далее считаем сколько делений между штрихами получается 10, учитывая расстояние между последним белых штрихом и красным.
Затем полученную разницу 10 делим на количество делений 10, получаем 10÷10=1.
Следовательно цена деления данного прибора 1. Если это обычная школьная линейка, значит 1мм.
Также определяем цену деления на второй шкале. 50-0=50 50÷5=10.
Чувствительность и цена деления измерительного прибора
Чувствительностью
электроизмерительного прибора называется
отношение линейного или углового
перемещения указателя d
к изменению измеряемой величины ,
вызывавшей это перемещение
.
ВеличинаС=1/S,
обратная чувствительности, называется
ценой деления прибора. Цена деления
прибора определяет значение измеряемой
физической величины, вызывающей
отклонение указателя прибора (стрелочного,
цифрового, светового, вибрационного)
на одно минимальное деление.
Цена деления
зависит от верхнего и нижнего пределов
измерения и от числа делений шкалы.
На рис. 5 показана шкала прибора,
рассчитанного на измерение постоянного
тока в пределах от 0 до 300 mA,
шкала которого имеет 60 делений. Цена
деления такого прибора равна
отношению верхнего предела измерения
к общему количеству делений
шкалы, т.е., ,
чувствительность .
Погрешности электроизмерительных приборов
Абсолютно точно
измерить электрические величины с
помощью приборов невозможно из-за целого
ряда причин (конструктивное несовершенство
самих приборов, влияние внешних факторов
и т.п.). Для оценки точности самих
измерительных приборов служит их
приведенная погрешность. Приведенная
погрешность п
определяет в процентах отношение
абсолютной погрешности A
к верхнему
пределу измерения прибора (у
многопредельных приборов к верхнему
пределу на соответствующем
диапазоне):
.
Классом точности
прибора называется наибольшая возможная
приведенная погрешность прибора:
,
где Amax
— наибольшая возможная абсолютная
погрешность прибора.
Для электроизмерительных
приборов стандартом установлены
следующие классы точности: 0,05; 0,1;
0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.
Пример.
Имеется амперметр класса 0,5 с пределом
измерения тока Imax
= 2A.
Рассчитать приборную погрешность этого
амперметра — I.
Максимальная
абсолютная погрешность, исходя из класса
точности прибора, определяется по
формуле
.
В качестве приборной
погрешности этого амперметра можно
принять половину Imax
, т.е. .
Следует отметить,
что класс точности средств измерений
не является показателем точности
измерения, т.к. на результат измерения
влияют, помимо инструментальной,
методические и субъективные погрешности.
Фронтальная лабораторная работа №1 Определение цены деления прибора
Цель работы:
определение цены деления исследуемого
прибора по напряжению и по току.
Оборудование:
исследуемый прибор ИП, многопредельные
контрольные вольтметр и миллиамперметр,
реостат.
Задание 1.
Определение цены деления исследуемого
прибора по напряжению.
Порядок выполнения
задания
1. Собрать цепь по
схеме на рис. 6. К делителю напряжения R
подключают исследуемый прибор ИП и
параллельно ему контрольный вольтметр
V.
2.Определить цену
деления контрольного вольтметра:
,
где Uпред
— верхний предел измерения контрольного
вольтметра;
nобщ —
общее количество делений шкалы
контрольного вольтметра.
3. Движок потенциометра
поставить в положение, при котором
подаваемое в цепь напряжение будет
минимальным.
4. Подать напряжение
питания на схему. Затем, перемещая
движок потенциометра, установить на
исследуемом приборе количество делений
,
равное 5,10,15,20,25, и определить соответствующее
количество делений
на контрольном вольтметре. Результаты
измерений занести в табл. 1.
Таблица 1
N |
Сk |
nk |
Uk |
n |
C |
|
Cсл |
|
Cпр |
C |
|
В/дел |
Дел |
В |
дел |
В/дел |
В/дел |
В/дел |
В/дел |
В/дел |
В/дел |
% |
|
1 |
5 |
||||||||||
2 |
10 |
||||||||||
3 |
15 |
||||||||||
4 |
20 |
||||||||||
5 |
25 |
5. Определить
напряжение Uk,
которое показывает контрольный вольтметр
для каждого значения nk:
Uk
= Сk
nk.
Так как оба прибора
подключены параллельно, то напряжение
на контрольном приборе и исследуемом
одинаково. Поэтому цена деления
исследуемого прибора по напряжению
С
определяется
для каждого n
как ,
а затем находится среднее арифметическое
<C>.
6. Рассчитать
величину доверительного интервала по
формуле:
,
где —
случайная погрешность, —
приборная погрешность.
Случайная
погрешность <Cсл>
находится как среднее арифметическое
абсолютных погрешностей Cсл
отдельных измерений. Здесь приведен
упрощенный метод учета случайных
погрешностей. Более точный метод приведен
в приложении II.
Приборная погрешность
определяется, исходя из класса точности
прибора (см. стр.7).
7. Вычислить
относительную погрешность ИП: .
8. Окончательный
результат измерения цены деления прибора
по напряжению записать в виде: .
9. Определить
верхний предел исследуемого прибора
по напряжению: ,
где
— общее число делений шкалы исследуемого
прибора.
Задание 2.
Определение цены деления исследуемого
прибора по току.
Порядок выполнения
задания
1. Собрать цепь по
схеме на рис. 7. Реостат R,
исследуемый прибор ИП и контрольный
миллиамперметр
соединяют последовательно.
2. Определить цену
деления контрольного миллиамперметра:
,
где
— верхний предел измерения контрольного
миллиамперметра;
—
общее количество делений шкалы
контрольного миллиамперметра.
3. Движок реостата
установить на максимум сопротивления,
т.е. на минимум тока в цепи.
4. Подать напряжение
на схему. Перемещая движок реостата,
установить на исследуемом приборе
последовательно количество делений
,
равное 5,10,15,20,25, записать соответствующее
количество делений
на контрольном
миллиамперметре в табл. 2.
5. Ток ,
который показывает контрольный
миллиамперметр, определить для
каждого значения
как
.
Так как оба прибора
подключены последовательно, то через
них идет одинаковый ток. Поэтому цену
деления исследуемого прибора по току
С
можно определить для каждого
как ,
а затем найти
— среднее арифметическое.
Таблица 2
N |
Сk |
nk |
Ik |
n |
C |
|
Cсл |
|
Cпр |
C |
|
|
дел |
мА |
дел |
|
|
|
|
|
|
% |
|
1 |
5 |
||||||||||
2 |
10 |
||||||||||
3 |
15 |
||||||||||
4 |
20 |
||||||||||
5 |
25 |
6. Вычислить
погрешность измерений и записать
окончательный результат (см. Задание
1, п.6-8).
7.Определить верхний
предел исследуемого прибора по току:
,
где —
общее число делений шкалы исследуемого
прибора.
Задание 3.
Определение сопротивления исследуемого
прибора.
Сопротивление
исследуемого прибора определить,
используя закон Ома, по формуле:
.
Соседние файлы в папке Лаб.электр
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Как определить цену деления приборов?
Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому-либо делению шкалы, вычесть меньшее и полученную разность поделить на число делений между цифрами.
Как определяется цена одного деления на термометре?
Чтобы подсчитать цену делений шкалы, нужно: а) выбрать на шкале два ближайших оцифрованных штриха; б) сосчитать количество делений между ними; в) разность значений около выбранных штрихов разделить на количество делений. На этом рисунке в крупном масштабе показана шкала термометра.
Как определить цену деления 5 класс?
Определение цены деления прибора: Найти две ближайшие цифры; Вычислить разность между ними; Сосчитать число делений (промежутков) между ними; 4) Разделить разность на число делений. Проверь себя!
Как определить цену деления и погрешность прибора?
Для того чтобы определить цену деления, необходимо: — найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины; — вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
Как определить цену деления для приборов с цифровыми индикаторами?
Что такое цена деления и как ее определить
- Взять любые две находящиеся ближе всего друг к другу отметки, возле которых указаны цифры. На рисунке это 60 и 40.
- Вычесть из большего меньшее. …
- Посчитать, сколько промежутков между этими отметками на шкале. …
- Разделить разность из второго пункта на число промежутков.
Какая цена деления медицинского термометра?
Цена деления шкалы, 0,1 ºС; Пределы допускаемой абсолютной погрешности, от плюс 0,1 до минус 0,15 ºС; Длина термометра, 125 мм; Большая ось овала корпуса термометра, 12±0,4 мм.
Как определить показание термометра?
Запись показания термометра Принято разделять показания термометра на те, которые выше нуля градусов и те, которые располагаются ниже. То есть, сверху положительные значения (+), а снизу — отрицательные (-).
Как связана точность измерений с ценой деления?
а) Как связана точность измерения прибором с ценой деления его шкалы? Чем меньше цена деления шкалы измерительного прибора, тем точнее будут измерения.
Какая погрешность у термометра?
Ртутные термометры по метрологическим характеристикам самые точные – их погрешность не превышает 0,1 °C. При этом ртутный термометр является недорогим и универсальным в применении – подходит для измерений температуры любым способом.
Как определить погрешность измерения термометр?
Погрешность измерительного прибора равна цене деления прибора.
Что такое показание термометра?
3.1.19 показание термометра (или результат измерения температуры) (temperature reading or temperature result): Температура насыщенного пара, измеренная в горлышке колбы ниже пароотводной трубки, определенная заданным термометром в условиях испытания.
Как определить цену деления шкалы мензурки?
Алгоритм такой:
- Взять любые две находящиеся ближе всего друг к другу отметки, возле которых указаны цифры. На рисунке это 60 и 40.
- Вычесть из большего меньшее. 60 – 40 = 20.
- Посчитать, сколько промежутков между этими отметками на шкале. …
- Разделить разность из второго пункта на число промежутков.
Что такое цена деления на весах?
Цена деления (d), согласно определению, это разность значений массы, соответствующих двум соседним отметкам шкалы весов с аналоговым отсчетным устройством, или значение массы, соответствующее дискретности отсчета цифровых весов. Чем меньше цена деления, тем выше точность измерения.
Что такое шкала математика пятый класс?
Расстояние между мелкими штрихами или рисками 1 миллиметр, а между крупными 1 сантиметр. Эти деления линейки образуют шкалу. То есть, можно сказать, что линейка – это шкала для измерения длины!
Что значит что значит измерить какую либо величину?
Измерить какую-либо величину – это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу. Единица длины – метр, единица массы – килограмм, единица времени – секунда.
Как найти предел измерения прибора?
Пределом измерения называется наибольшее значение измеряемой данным прибором величины. Значение измеряемой величины у ряда приборов регистрируется по положению стрелочного или иного вида указателя относительно измерительной шкалы. Измерительная шкала делится на определённое количество делений.
Как найти погрешность формула?
Относительная погрешность измерения – это погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины. Обычно относительную погрешность выражают в процентах: δ = (∆X / Xд) * 100%.