Оценка погрешностей измерений
1. Систематическая относительная погрешность косвенных измерений постоянной Холла находится по известному правилу дифференцирования натурального логарифма исходной функции, в качестве которой в нашем случае удобно взять выражение, полученное из формул (7.9), (7.11) и (7.12)
, м3/Кл, (7.18)
где величины d,h, m0, N являются постоянными.
Тогда
, (7.19)
где 
, – систематические относительные погрешности мультиметров при измерении холловского напряжения, тока питания обмотки электромагнита и рабочего тока датчика Холла (см. табл. 7.2). 
.
2. Случайная относительная погрешность косвенных измерений постоянной Холлаопределяется только случайной относительной погрешностью углового коэффициента (7.11), поскольку рабочий ток датчика Холла измеряют однократно:
, (7.20)
где dk – доверительная граница случайной абсолютной погрешности среднего углового коэффициента. Поскольку зависимость холловского напряжения от индукции магнитного поля является линейной (7.9) и изображается прямой, то погрешность dk найдём графическим способом (см. Приложение). Рабочей формулой в этом случае является выражение
, (7.21)
где 
– коэффициент Стьюдента, P – доверительная вероятность, N – число измерений, 
и 
– см. на рис. 7.6. Провести параллельно экспериментальной прямой по обе стороны две прямые а и б по возможности ближе так, чтобы большинство точек, (кроме промахов) оказалось внутри.
|
|
|
Коэффициенты Стьюдента
Таблица 7.1
| N | 5 | 6 | 8 | 10 | 20 |
| Р = 0,95 | 2,8 | 2,6 | 2,4 | 2,3 | 2,1 |
3. Доверительная граница полной относительной погрешности постоянной Холла рассчитывается по формуле
, (7.22)
которая, как следует из (7.17), совпадает с полной относительной погрешностью концентрации носителей тока n.
4. Полнаяабсолютная погрешность находится из её связи с относительной
. (7.23)
5. Оформить отчёт по работе в соответствии с прилагаемым образцом.
ОТЧЁТ
По лабораторной работе
«Изучение эффекта Холла в полупроводниках»
Исполнитель: студент(ка) гр.___
Цель работы: ...
Краткое описание метода исследования: ...
Расчетные формулы: (объяснить входящие в формулы физические величины и указать единицы их измерения в системе СИ)…
Оборудование: ...
Средства измерений и их характеристики
Таблица 7.2
| Наименование прибора | Предел допускаемой относительной погрешности (в % от измеренного значения) |
| Вольтметр (5) |  = 0,5 %
|
| Амперметр (9) |  = 1,5 %
|
Результаты измерений
|
|
|
Таблица 7.3
| Параметры установки: I = … мА, N = … вит., h = … мм, d = … мм | |||||
| № |  , мА
|  , мВ
|  , мВ
| В, мТл |  , мВ
|
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| … | |||||
| N | |||||
Результаты расчётов
1. B = …= … мТл (7.12) (любое значение из табл. 7.3);
2. = … = … В (7.15) (любое значение из табл. 7.3);
3. k = … = … В/Тл; (7.16)
4. 
= … = … м3/Кл; (7.11)
|
6. g = … = … %; (7.19)
7. dk = … = … В/Тл; (7.21)
8. e = … = … %; (7.20)
9. E = … = … %; (7.22)
10. Dn = … = … м–3; (7.23)
11. 
= … = … м3/Кл;
12. Окончательные результаты:
= … ± …, м3/Кл, Е = … %.
n = … ± …, м–3
13. Вывод.
Примечание. К отчёту прилагается график, построенный по данным табл. 7.3.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!