Контрольная работа по дисциплине: Метрология стандартизация и сертификация. Вариант №14

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 l.
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S;
3. Границы максимальной неопределенность случайной составляющей погрешности результата наблюдений Δ макс;
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) S(l);
5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения e при заданной доверительной вероятности a ;
6. Записать результат измерения расстояния до места повреждения в соответствии с нормативными документами.
7. Систематическую составляющую погрешности измерения рефлектометра O, если после обнаружения места повреждения было установлено. что действительное расстояние до него составляло lд 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
Таблица 1.1
M  1
i  5-10
lд ,м 272,3
D  2,1

Таблица 1.2
N  4
I  70-77
a  0,99

Таблица 1.3
i  li,м
i  li,м

5 275,81 70 274.56
6 273,50 71 277.37
7 276,65 72 275.25
8 275,81 73 276.89
9 273,28 74 274.90
10 275,30 75 275.89
   76 276.40
   77 276.08

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) (см.скрин).
Мощность в нагрузке измеряют с помощью вольтметра V 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 таблице 2.1. В таблице 2.2 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность δRг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность δRн.
Исходные данные
Таблица 2.1
M 1
Показание амперметра IА, мА 19
Класс точности амперметра % 2
Конечное значение шкалы амперметра или диапазон измерения, мА -50, 50
Таблица 2.2
N 4
Rг , Ом 600
Относительная погрешность, δRг, % 6,3
Rн, Ом 1500
Относительная погрешность, δ Rн, % 1,5
Определить абсолютный уровень напряжения pUг
Определить абсолютный уровень мощности pг
Необходимо определить:
1. Абсолютный уровень падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора pUг.
2. Абсолютный уровень мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора pг.
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней напряжения и мощности, определенных в п.1 и п.2.
4. Оформить результаты измерения абсолютных уровней напряжения и мощности в соответствии с нормативными документами.

Задача No 3
На рисунке 3.1 (см.скрин) показана осциллограмма периодических сигналов, которые наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое (Um), среднее (Uср), средневыпрямленное (Uср.в) и среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
3. Пиковое (U'm), среднее (U'ср), средневыпрямленное (U'ср.в) и среднеквадратическое (U') значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды (Ka, Ka'), формы (Kф, Kф') и усреднения (Kу, Kу') всего исследуемого сигнала и его переменной составляющей.
5. Показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым (З) или открытым (О) входом в соответствии с заданием, если вольтметры проградуированы в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала.
6. Оценить предел допускаемой относительной погрешности (расширенной неопределенности) показаний вольтметров, определенных в 5 пункте задания, если используемые измерительные приборы имеют класс точности γ и конечное значение шкалы (предел измерения) Uк указанные в таблицах 3.1 и 3.2.
7. Оформить результаты измерений напряжения вольтметрами в соответствии с нормативными документами, если измерения проведены в нормальных условиях.
Исходные данные
Таблица 3.1
N 4
Рис. 1.2 г
Т, мкс 10
τ, мкс 5
Класс точности γ 0,15
Найти показания вольтметров UV1 КВ, О
  UV2 СВ, З
  UV3 СВ, О
  UV4 ПВ, З
• ПВ – пиковый вольтметр;
• СВ – вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений;
• КВ – вольтметр с преобразователем среднеквадратических значений;
• О – вольтметр с открытым входом;
• З – вольтметр с закрытым входом.
Таблица 3.2
M 1
Uк, В 3
Um, В 1,5
K 0,3

Задача No4
При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) (см.скрин) к входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:
UХобр=Umобр*sin(ωобрt+ψ),
а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") – гармонический сигнал исследуемого генератора:
UYиссл=Umиссл*sin(ωисслt+ψ),
где ω=2πƒ – круговая частота,
ƒ – 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 P = 0.997.

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 5 раз.
4. Оценить границы абсолютной Δƒиссл и относительной δƒиссл погрешности измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности частоты образцового генератора Δfобр .
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
Таблица 4.1
M 1
Um обр ,В 1,5
ƒобр ,Гц 2800
φ, рад 0
Δ fобр ,% 0.25

Таблица 4.2
N 4
Т, с 7
ψ, рад π/2
ƒиссл, Гц 4200
Um иссл , В 3,5

Список литературы

Работа успешно зачтена!
Преподаватель: Запасный И.Н.