АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Короткі теоретичні відомості. У наш час вимірювання посідають важливе місце як у спорті, так і у повсякденному житті

Читайте также:
  1. А). Теоретичні передумови.
  2. А). Теоретичні передумови.
  3. А). Теоретичні передумови.
  4. А). Теоретичні передумови.
  5. Арбітражному керуючому забороняється розголошувати відомості, що стали йому відомі у зв’язку з його діяльністю, і використовувати їх у своїх інтересах або в інтересах третіх осіб.
  6. Базові відомості
  7. ВИХОВАННЯ У ДІТЕЙ СТАТЕВОЇ САМОСВІДОМОСТІ
  8. Відомості про складову частину документа // Відомості про ідентифікуючий документ. – Відомості про місцезнаходження складової частини в документі. – Примітки.
  9. Відомості, що становлять державну таємницю
  10. Властивості свідомості та її структура.
  11. Втрата свідомості, травми
  12. Г) теоретичні знання та практичні навички певної роботи.

ВСТУП

 

У наш час вимірювання посідають важливе місце як у спорті, так і у повсякденному житті. Багато метрологічних понять потребують експериментального підтвердження та застосування відповідних інструментальних методик та розрахункових методів. У зв’язку з цим необхідно використання практикуму з відповідним апаратним оснащенням, комп’ютерною технікою та програмним забезпеченням.

Дисципліна „Метрологічний контроль” вивчає відомості про вимірювання величин, похибки вимірювань, міри електричних величин, будову вимірювальних механізмів. Розглянуто методики визначення метрологічних параметрів та будову електричних та реєструвальних приладів для вимірювання різних параметрів.

Дані методичні вказівки містять перелік тем, які підлягають опрацюванню, задачі з кожної теми з розв’язанням, необхідні теоретичні пояснення і перелік літератури, що може бути використана для поглибленого вивчення методів розв’язання подібних задач.

Розв’язання запропонованих задач потребує від студентів певних знань з основ метрології. Наведені приклади розрахунків є основними для проведення практичних занять в аудиторії, а їх розв’язання потребує вміння працювати з довідковою технічною літературою.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні

знати: основні поняття спортивної метрології, методику проведення тестування стану підготовленості спортсмена, засвоїти технологію метрологічної перевірки тестів.

уміти: проводити аналіз основних процесів з урахуванням протидії факторів завад і похибок, проводити метрологічну перевірку тестів.

 

ПЕРЕЛІК ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

Практична робота № 1

Тема: Основні поняття теорії вимірювань. Точність вимірювань.

Мета: навчитися здійснювати коректну постановку задач вимірювання, обирати одиниці, засоби та методи вимірювань, визначати їх точність.

У результаті виконання практичної роботи студент повинен:

- знати визначення понять „вимірювання”, „розмірність”, „рандомізація”, „тарирування”, „калібрування” види похибок та шкал;

- уміти визначати основні види похибок та застосовувати набуті знання на практиці.

Короткі теоретичні відомості

Вимірюванням є операція встановлення відповідності, в результаті якої визначається, в скільки разів дана величина більше або менше еталона.

Щоб результати різних вимірювань можна було порівнювати один з одним, вони повинні бути виражені в одних і тих же одиницях. В 1960 р. на Міжнародній генеральній конференції мір та вагів була прийнята міжнародна система одиниць, що отримала скорочену назву СІ, яка включає сім незалежних основних одиниць, з яких у якості похідних виводять одиниці решти фізичних величин. Похідні одиниці визначаються на основі формул, що зв'язують між собою фізичні величини.

Розмірністю називається вираз, що пов'язує похідну величину з основними величинами системи при коефіцієнті пропорційності, рівному одиниці. Наприклад, розмірність швидкості дорівнює , а розмірність прискорення дорівнює .

Виділяють прямі вимірювання (з отриманням даних досліду) і непрямі (розраховують за формулами на основі результатів прямих вимірювань).

Ніякого вимірювання не може бути виконано абсолютно точно. Результат вимірювання неминуче містить певну похибку, величина якої тим менша, чим точніше метод вимірювання і вимірювальний прилад. Треба прагнути того, щоб ця похибка була мінімальною. Тому в задачу вимірювань входить не тільки знаходження шуканої величини, але і оцінка допущених при цьому похибок. Похибки бувають систематичними, випадковими, абсолютними і відносними

Систематичною називають похибку, величина якої не змінюється від вимірювання до вимірювання. Через цю особливість систематична похибка часто може бути передбаченою наперед або в крайньому випадку знайденою і усуненою після закінчення процесу вимірювання.

Розрізняють 4 групи систематичних похибок:

- причина виникнення яких відома і величина яких може бути визначена достатньо точно (наприклад, при вимірюванні стрибка рулеткою можливо зміна за рахунок відмінностей у її точності);

- причина виникнення яких відома, а величина ні. Такі похибки залежать від класу точності вимірювальної апаратури (наприклад, якщо клас точності динамометра складає 2,0, його показання вірні з точністю до 2%. Але при декількох вимірюваннях помилка може дорівнювати 0,3%; 2%; 0,7% і т.д.);

- причина походження яких і величина невідомі. Зазвичай вони виявляються в складних вимірюваннях, коли не вдається врахувати всі джерела можливих похибок;

- похибки пов'язані не стільки з процесом вимірювання, скільки з властивостями об'єкту вимірювання. Відмінності в результатах вимірювань обумовлені внутрішніми властивостями спортсменів (стабільність реакцій, поточний стан, стомлення, емоційне збудження).

В деяких випадках помилки виникають з причин, передбачити які наперед просто неможливо, і виникають під дією різноманітних чинників. Такі помилки називаються випадковими. Їх виявляють і враховують за допомогою математичного апарату теорії імовірності (наприклад, при обробці результатів відкидають мінімальне і максимальне значення).

Рандомізацією (від англ. random – випадковий) називається перетворення систематичної похибки у випадкову. Цей прийом направлений на усунення невідомих систематичних похибок. За методом рандомізації вимірювання величини, що вивчається, проводиться кілька разів. При цьому вимірювання організовують так, щоб постійний чинник, що впливає на їх результат, діяв в кожному випадку по-різному. Скажімо, при дослідженні фізичної працездатності можна рекомендувати вимірювати її багато разів, всякий раз змінюючи спосіб завдання нагрузки. Після закінчення всіх вимірювань їх результати усереднюються за правилами математичної статистики.

Абсолютною похибкою є різниця між показниками приладу (А) і істинним значенням виміряної величини (А0), що виміряно більш точним методом або засобом вимірювання. Вона вимірюється в тих же одиницях, що і сама вимірювана величина:

ΔА = А - А0.

Відносна похибка відображає абсолютну похибку, виражену у відсотках відносно вимірюваного значення:

.

В тих випадках, коли оцінюється не похибка вимірювання, а похибка вимірювального приладу, за максимальне значення вимірюваної величини приймають граничне значення шкали приладу. В такому розумінні найбільше допустиме значення, виражене у відсотках, визначає за нормальних умов роботи клас точності вимірювального приладу.

До похибок вимірювальних приладів відносять:

- основну похибку це похибка методу вимірювання або вимірювального приладу, яка має місце за нормальних умов роботи;

- додаткова похибка це похибка вимірювального приладу, що викликана відхиленням умов його роботи від нормальних.

Тарируванням (від нім. tarieren) називається перевірка показників вимірювальних приладів шляхом порівняння із показниками зразкових значень (еталонів) у всьому діапазоні можливих значень вимірюваної величини.

Калібруванням називається визначення похибок або поправка для сукупності заходів (наприклад, набору динамометрів). І при тарируванні, і при калібруванні до входу вимірювальної системи замість спортсмена підключається джерело еталонного сигналу відомої величини. Наприклад, тарируючи установку для вимірювання зусиль, на тензометричній платформі по черзі розташовують вантажі вагою 10, 20, 30 і т.д. кілограмів.

Стандарт – нормативно-технічний документ, що встановлює комплекс норм, правив, вимог до об'єкту стандартизації і затверджений компетентним органом Державним комітетом зі стандартизації. В спортивній метрології об'єктом стандартизації є спортивні вимірювання. Використання стандарту підвищує точність, економічність і єдність вимірювань. Залежно від характеру і повноти інформації результати вимірювань обробляються на основі прийнятної шкали вимірювань.

Шкала найменувань (номінальна шкала) найпростіша зі всіх видів шкал. В ній числа виконують роль ярликів і служать для виявлення і розрізнення об'єктів, що вивчаються (наприклад, нумерація гравців футбольної команди). Числа, що становлять шкалу найменувань, дозволяється міняти місцями. В цій шкалі немає відносин типу "більше-менше", тому деякі вважають, що використання шкали найменувань не варто вважати вимірюванням. При використанні шкали найменувань можуть проводитися тільки деякі математичні операції. Наприклад, її числа не можна складати і віднімати, але можна підраховувати, скільки разів (як часто) зустрічається те або інше число.

Шкала порядку. Існують види спорту, де результат спортсмена визначається місцем, зайнятим на змаганнях (наприклад, єдиноборство). У результаті таких змагань стає зрозуміло, хто із спортсменів сильніший, а хто слабший, але наскільки сказати не можна. Якщо три спортсмени зайняли відповідно перше, друге і третє місця, то які їх відмінності в спортивній майстерності, залишається неясним: другий спортсмен може бути майже рівний першому, а може бути істотно слабшим і бути майже однаковим з третім. Місця, займані в шкалі порядку, називаються рангами, а сама шкала називається ранговою або неметричною. В такій шкалі складові її числа впорядковані за рангами (тобто займаним місцем), але інтервали між ними точно виміряти не можна. На відміну від шкали найменувань шкала порядку дозволяє не тільки встановити факт рівності або нерівності вимірюваних об'єктів, але і визначити характер нерівності у вигляді думок: "більше-менше", "краще-гірше" і т.д.

За допомогою шкал порядку можна вимірювати якісні показники, що не мають строгої кількісної міри. Особливо широко ці шкали використовуються в гуманітарних науках: педагогіці, психології, соціології. До рангів шкали порядку можна застосовувати більшу кількість математичних операцій, ніж до показників шкали найменувань.

Шкала інтервалів – це шкала, в якій числа не тільки впорядковані за рангами, але і розділені певними інтервалами. Особливість, що відрізняє її від описуваної далі шкали відносин, полягає в тому, що нульова точка обирається довільно. Прикладами такої шкали можуть бути календарний час (початок літочислення в різних календарях встановлювався з випадкових причин), суглобовий кут (кут в ліктьовому суглобі при повному розгинанні передпліччя може прийматися рівним або нулю, або 1800), температура, потенційна енергія піднятого вантажу, потенціал електричного поля та ін.

Результати вимірювань за шкалою інтервалів можна обробляти всіма математичними методами, окрім відносних обчислень. Дані шкали інтервалів дають відповідь на питання "на скільки більше?", але не дозволяють стверджувати, що одне значення виміряної величини в стільки-то раз більше або менше іншого. Наприклад, якщо температура підвищилася з 100 до 200 за Цельсієм, то не можна сказати, що стало в два рази тепліше.

Шкала відносин – відрізняється від шкали інтервалів тільки тим, що в ній строго визначено положення нульової точки. Завдяки цьому шкала відносин не накладає ніяких обмежень на математичний апарат, що використовується для обробки результатів.

В спорті за шкалою відносин вимірюють відстань, силу, швидкість і десятки інших змінних. За шкалою відносин вимірюють і ті величини, які утворюються як різниці чисел, відлічених за шкалою інтервалів. Так, календарний час відлічується за шкалою інтервалів, а інтервали часу — за шкалою відносин.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)