Оценка точности измерений в курсе физики средней школы - Фетисов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
жидкости), измерение температуры производится погружением резервуара
термометра в отверстие, сделанное в теле.
Внимание! Лабораторный термометр не встряхивают; снятие показания
термометра производят после прекращения движения столбика ртути; при
отсчете по шкале термометра его держат в таком положении, чтобы луч
зрения был перпендикулярен шкале термометра и глаз был расположен против
наблюдаемого деления.
Кроме ртутных термометров, измеряющих температуру
(-39 °С р386°С), имеются термометры спиртовые (-114°С -
+ 78 °С), толуоловые (- 80 °С [-111 °С), эфирные (-190 °С -
+ 30 °С), допускаемая погрешность которых зависит от температурного
интервала; для школьных измерений погрешность равна ± 1 °С.
Преимущество жидкостных (не ртутных) термометров состоит в том, что они
имеют высокий температурный коэффициент расширения жидкости: в 6 раз
больше, чем у ртути.
Для измерения максимальной температуры человеческого тела употребляется
медицинский термометр, который фиксирует максимальную температуру,
поскольку сужение в нижней части капилляра препятствует возвращению ртути
в резервуар.
Для измерения минимальной температуры в метеорологии применяется
минимальный спиртовой термометр, располагаемый горизонтально. В нем спирт
при сжатии перемещает стеклянный стерженек вследствие поверхностного
натяжения; при расширении спирта стерженек остается внутри его. Метка
приводится в первоначальное положение встряхиванием.
Термометр ртутный 'высокоградусный (0-500 °С) с ценой деления 0,2 °С
служит для измерения температуры расплавленных металлов.
§ 20. БАРОМЕТР-АНЕРОИД
Барометр-анероид БР-52 имеет две шкалы: в мм рт. ст. и миллибарах.
Допускаемая погрешность на участке 730-770 мм рт. ст. составляет ±3 мм
рт. ст., на остальных участках ±5 мм рт. ст. От времени пружина анероида
теряет свою упругость и показания прибора становятся неточными. Анероид
сверяют с хорошим ртутным
64
барометром и посредством винта-корректора, находящегося в верхней части
корпуса, исправляют его показания.
-Класс точности прибора "школьный".
Правила пользования барометром-анероидом БР-52
- Перед снятием показаний необходимо слегка постучать пальцем по стеклу
прибора для устранения трения в рычажной передаче.
- При отсчете показаний прибора луч зрения наблюдателя должен быть
перпендикулярен участку шкалы, на котором отсчш ваются показания.
§ 21. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Электроизмерительные приборы по степени точности оывают следующих
классов: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.
Класс прибора равен отношению (в процентах) предельной допускаемой
основной погрешности к номинальному (наибольшему) значению шкалы
(приведенная погрешность). Например, допускаемая погрешность прибора ±0,2
А, номинальное (наибольшее) значение шкалы 5 А; тогда имеем: 0,2'100^
=4%, т, е. прибор 4-го класса. ,0
Зная класс прибора и номинальное (конечное) значение шкалы, можно
определить предельную абсолютную погрешность (Ди) для члюбого показания
прибора. Например, школьный лабораторный амперметр с пределами измерений
0-2 А может быть приравнен к
4-му классу. Предельная абсолютная погрешность для любого показания этого
прибора равна:
Аинст = 4 0,08 А.
Градуировку прибора производят таким образом, чтобы цена деления была
больше, чем наибольшая его погрешность, вычисляемая по классу точности.
Следовательно, за абсолютную погрешность отсчета можно принимать половину
цены деления или цену деления прибора в зависимости от класса точности.
Уменьшать цену деления, производя деление расстояния между черточками
шкалы на глаз, разрешается до тех пор, пока наибольшая погрешность,
определяемая классом точности прибора, не будет больше его цены деления.
Вольтметры, амперметры. Амперметры и вольтметры бывают электромагнитной и
магнитоэлектрической систем. Прибор электромагнитной системы имеет
измерительный механизм, который состоит . из неподвижной катушки и
легкого ферромагнитного сердечника. Сердечник перемещается относительно
катушки при ее включении в цепь постоянного или переменного тока.
При включении прибора в цепь ток в катушке возбуждает магнитное поле,
которое намагничивает сердечник. Намагничиваясь, сердечник втягивается в
щель катушки.
65
Шкала прибора - неравномерная: деления сильно сжаты в начале шкалы и
растянуты в конце. Такая шкала неудобна при измерениях.
Прибор магнитоэлектрической системы имеет механизм, который состоит из
неподвижного постоянного магнита и подвижной катушки. Катушка может
поворачиваться при включении прибора в цепь постоянного тока. Принцип
действия основан на явлении взаимодействия проводника с током и поля
постоянного магнита. Постоянный магнит создает в зазоре, где находится
рамка, равномерное и радиально направленное магнитное поле.
При включении прибора в цепь в катушке устанавливается постоянный ток и
электромагнитная сила поворачивает рамку со стрелкой на некоторый угол.
Угол поворота подвижной части магнитоэлектрического механизма прямо
