Контрольная работа по дисциплине "Метрология". Вариант №23

Задача No 1
Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено n результатов однократных измерений (результатов наблюдений) расстояния li до места повреждения.
Считая, что случайная составляющая погрешности рефлектометра распределена по нормальному закону, определить:
1. Результат измерения с многократными наблюдениями расстояния до места повреждения кабеля .
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S.
3. Границы максимальной неопределенности случайной составляющей погрешности результата наблюдений Δмакс.
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) .
5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения ε при заданной доверительной вероятности α.
6. Записать результат измерения расстояния до места повреждения в соответствии с нормативными документами.
7. Систематическую составляющую погрешности измерения рефлектометра θ, если после обнаружения места повреждения было установлено, что действительное расстояние до него составляло метров. Сравните ее с доверительным интервалом случайной составляющей погрешности результата измерения, и сделать вывод.
8. Предложить способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в D раз.
Исходные данные и промежуточные результаты расчетов занесем в таблицу 1.4.

Таблица 1.1       Таблица 1.2
M i lд м D  N i α
2 10-15 278,1 2,2  3 65-73 0,95

Таблица 1.3
i 10 11 12 13 14 15   
li м 275,30 276,86 274,95 275,73 274,91 277,92   

i 65 66 67 68 69 70 71 72 73
li м 276,56 273,75 274,76 274,24 277,07 274,56 277,37 275,25 276,89

Задача No 2.
При определении вносимого ослабления четырехполюсника необходимо измерить абсолютный уровень мощности рн, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением Rг и ЭДС E в сопротивление нагрузки Rн (рисунок 2.1). Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения. Показания этих приборов и их метрологические характеристики – условное обозначение класса точности и конечное значение шкалы прибора или диапазона измерения приведены в таблицах 1 и 2. В таблице 3 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность δRг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность δRн.

Рисунок 2.1
Таблица 2
Показание вольтметра, V, В 11,52
Класс точности вольтметра, % 1/0,5
Конечное значение шкалы вольтметра или диапазон измерения, В 0÷20
Rг, Ом 50
Относительная погрешность δRг, % 3,4
Rн, Ом 300
Относительная погрешность δRн, % 4,2
Определить абсолютный уровень напряжения pUv
Определить абсолютный уровень мощности pƩ

Задача No 3
На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, который наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Исходные данные
Таблица 3.1
N 3
Рис. 3.1 ж
Т, мкс 25
τ, мкс 15
Класс
точности γ 0,6

Найти показания вольтметров



 UV1
 СВ, З - вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений с закрытым входом
 UV2 ПВ, О - пиковый вольтметр с открытым входом
 UV3
 КВ, О - вольтметр с преобразователем среднеквадратических значений с открытым входом
 UV4 ПВ, З - пиковый вольтметр с закрытым входом

Таблица 3.2
M 2
Uк, В 10
Um, В 6
k 0,15
Задача No4
При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) к входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:
,
а к входу канала вертикального отклонения (канала “Y”) – гармонический сигнал исследуемого генератора:
,
где ω=2πf – круговая частота, f – циклическая частота, ψ и φ – начальные фазовые углы образцового и исследуемого сигналов соответственно.
Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора δfОБР определены с вероятностью Р=0,997.

Рис.4.1

Задание
1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей nг к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей nв.
2. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях Um обр , ƒобр , Um иссл , ƒиссл , ψ и φ , считая коэффициенты отклонения каналов Y (ko.в) и X (ko.г) одинаковыми и равными 1 В/см.
3. Оценить абсолютную Δƒcр и относительную δƒcр погрешности сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное Т секунд, она повторно воспроизводилась 9 раз.
4. Оценить границы абсолютной Δƒиссл и относительной δƒиссл погрешности измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности частоты образцового генератора δ fобр .
5. Записать результат измерения частоты ƒиссл в соответствии с нормативными документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности; 2) с указанием границ относительной погрешности.
Исходные данные:
Um обр, В fобр φ, радиан  δfобр. % T, c ψ, радиан fиссл, Гц Um иссл, В
2 4200 π 0,15 9 π 5600 2

Год сдачи 2013. Проверил Сметанин,все замечания на момент сдачи были исправлены.