第三題(20分)
某實(shí)驗(yàn)室用直流數(shù)字電壓表間接測量圖示電路中電阻器R消耗的功率,按公式(1)計(jì)算。
(1) P=V12*V23/RS
用同一臺(tái)直流數(shù)字電壓表在10V量程檔,依次測量V12及V23,電壓表示值分別為9.011V及8.990V。
測量使用的直流數(shù)字電壓表的校準(zhǔn)證書給出其在9.000V處的校準(zhǔn)值為9.020V,相對(duì)擴(kuò)展不確定主Urel=0.02%,k=2。
電阻器RS的電阻標(biāo)稱值為1kΩ,最大允許誤差為±0.02%。
問題:
1.在不考慮其他影響因素的情況下,根據(jù)上述量值計(jì)算電阻器R消耗的功率P,寫出計(jì)算過程。
2.評(píng)定PR測得值的相對(duì)擴(kuò)展不確定度(取k=2,重復(fù)性影響可忽略),寫出評(píng)定過程。
3.用兩種形式報(bào)告PR的測量結(jié)果。
解答:根據(jù)功率公式,不確定度為3個(gè)分量組成,2個(gè)電壓測量的不確定度和1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值 的不確定度
P=V12*V23/RS進(jìn)行展開求c1,c2,c3,u1,u2,u3
c1=8.99*10-3 u1=9.02*10-4
c2=9.011*10-3 u2=9.02*10-4
c3=8.1*10-5 u3=1000*0.02%/根號(hào)3=0.115
因?yàn)閏1,c2是同一電壓表讀出的數(shù)值,相關(guān)系統(tǒng)經(jīng)過求協(xié)方差后,計(jì)算得到r=1,代入公式不確定度傳播律。
uc=根號(hào)下(c1u1)2+(c2u2)2+(c3u3)2=1.624*10-5
Urel=U/0.081實(shí)際功率值=4.1*10-4,即0.04%,k=2 |