Контрольная работа. Метрология, стандартизация и сертификация. Вариант №15.

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 повре-ждения кабеля
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S.
3. Границы максимальной неопределенности случайной составляющей погрешности результата наблюдений ∆макс.
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляю-щей 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 по-грешности результата измерения в D раз.

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.

Таблица 2
Показание амперметра, IA, мА 19
Класс точности амперметра, % 2
Конечное значение шкалы амперметра или диапазон измерения, мА -50÷50
Rг, Ом 135
Относительная погрешность δRг, % 7,4
Rн, Ом 900
Относительная погрешность δRн, % 5,0
Определить абсолютный уровень напряжения РЕ
Определить абсолютный уровень мощности Рн

Задача No 3

На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, который наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое (Um), среднее (Uср ), средневыпрямленное (Uср.в) и среднеквадра-тическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной Вам формы.
3. Пиковое ( ), среднее ( ), средневыпрямленное ( ) и среднеквадра-тическое ( ) значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды (Ka, ), формы (Kф, ) и усреднения (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 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.

Задача No4
При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) к входу канала гори-зонтального 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 соот-ветственно. Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора δfОБР определены с вероятностью Р=0,997.

Задание

1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей nг к числу точек пере-сечений 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 ис-следуемого 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 δ fобр .
5. Записать результат измерения частоты ƒиссл в соответствии с нормативными доку-ментами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности; 2) с указа-нием границ относительной погрешности.
Исходные данные:
Таблица 4
Um обр 1,5
fобр 2800
φ, радиан 0
δfобр. % 0,25
T, c 8
ψ, радиан 3п/2
fиссл, Гц 2800
Um иссл, В 3,8