Контрольная работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация». Вариант 07.

Задача No1.
Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено результатов однократных измерений (результатов наблюдений) расстояния 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) ;
3. Границы максимальной неопределенности случайной составляющей погрешности результата наблюдений ;
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 при заданной доверительной вероятности ;
6. Записать результат измерения расстояния до места повреждения в соответствии с нормативными документами;
7. Систематическую составляющую погрешности измерения рефлектометра , если после обнаружения места повреждения было установлено, что действительное расстояние до него составляло метров, сравнить ее с доверительным интервалом случайной составляющей погрешности результата измерения, и сделать вывод;
8. Предложить способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в раз.
Исходные данные приведены в таблицах 1.1, 1.2 и 1.3.


Таблица 1.1       Таблица 1.2
М 0  N 7
i 1-5  i 85-94
, м
275.4  
0,90
D 2,0   



Таблица 1.3
i  , м
i  , м
i  , м

1 274.35 85 273.43 90 275.28
2 274.57 86 274.60 91 274.31
3 276.68 87 273.03 92 271.99
4 276.17 88 272.71 93 274.09
5 275.81 89 274.94 94 273.24

Задача No2.
При определении вносимого ослабления четырехполюсника необходимо измерить абсолютный уровень мощности , отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением и ЭДС в сопротивление нагрузки (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1.

Мощность в нагрузке измеряют с помощью вольтметра при нормальных условиях измерения. Показания прибора и его 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 и его относительная погрешность ; сопротивления нагрузки – значения сопротивления и его относительная погрешность .

Таблица 2.1.
М 0
Показания вольтметра , В
7,2
Класс точности вольтметра, % 2,5
Конечное значение шкалы вольтметра или диапазон измерения, В 0 ÷ 10

Таблица 2.2.
N 7
, Ом
50
Относительная погрешность , %
4,1
, Ом
550
Относительная погрешность , %
4,6
Определить абсолютный уровень напряжения 

Определить абсолютный уровень мощности 


В зависимости от пароля, определяемого последними двумя цифрами M и N, необходимо определить в соответствии с таблицей 2.2:
1. Абсолютный уровень падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора ;
2. Абсолютный уровень суммарной мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора и сопротивлении нагрузки ;
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 No3.
На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, наблюдаемого на выходе исследуемого устройства.

Рисунок 3.1.

Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала;
2. Пиковое , среднее , средневыпрямленное и среднеквадратическое значения напряжения выходного сигнала заданной формы;
3. Пиковое , среднее , средневыпрямленное и среднеквадратическое значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала;
4. Коэффициенты амплитуды ( , ), формы ( , ) и усреднения ( , ) 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) , 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.

Таблица 3.1.        Таблица 3.2.
N 7  М 0
Рисунок 3.1 и   , В
1
, мкс
18   , В
0,75
, мкс
9  
0,25
Класс точности
1,5   
Найти
показания
вольтметров 
ПВ, З   
 
КВ, О   
 
СВ, О   
 
КВ, З   
Обозначения в таблице:
• 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.

Задача No4.
При измерении частоты генератора методом сравнения (рисунок 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:
– круговая частота,
– циклическая частота,
и – начальные фазовые углы образцового и исследуемого сигналов соответственно. Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора определены с вероятностью .

Рисунок 4.1.

Задание.
1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей .
2. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях , , , , и , считая коэффициенты отклонения каналов Y ( ) и X ( ) одинаковыми и равными 1 В/см .
3. Оценить абсолютную и относительную погрешности сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное секунд, она повторно воспроизводилась 5 раз.
4. Оценить границы абсолютной и относительной погрешности измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности частоты образцового генератора .
5. Записать результат измерения частоты в соответствии с нормативными документами в двух вариантах:
1) с указанием границ абсолютной погрешности;
2) с указанием границ относительной погрешности.
Исходные данные для решения приведены в таблицах 4.1 и 4.2.

Оценка: "Отлично"