Метрология. Контрольная работа. Вариант №13.

Контрольная работа по метрологии. Вариант 13.

Задача No 1

Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено n (результатов единичных измерений) расстояния до места повреждения.
Считая, что случайная составляющая погрешности рефлектометра распределена по нормальному закону, выполнить следующие задания.
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 погрешности (неопределенности) случайной составляющей погрешности результата наблюдений .
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) .
5. Границы доверительного интервала погрешности (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 сделайте вывод.
8. Предложите способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в D раз.

Исходные данные:
Таблица 1.1
M I
i 5-10
,м 272,3
D 2,1




Таблица 1.2
N 3
i 65-73
α 0,95

Таблица 1.3
i  ,м
5 275.81
6 273.50
7 276.65
8 275.81
9 273.28
10 275.30
65 276.56
66 273.75
67 274.76
68 274.24
69 277.07
70 274.56
71 277.37
72 275.25
73 276.89

Задача No 2

При определении вносимого ослабления четырехполюсника абсолютный уровень мощности рн, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением Rг, и ЭДС Е в сопротивление нагрузки Rн (рисунок 2.1). Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения.

Необходимо определить:

1. Абсолютный уровень напряжения на сопротивлении нагрузки рUv ;
2. Абсолютный уровень суммарной мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора и сопротивлении нагрузки рΣ.
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.

Исходные данные:
Показание амперметра IA=19 мА
Класс точности амперметра γ=2 %
Диапазон измерения -50÷50, мА
Rг= 50 Ом
Относительная погрешность, δRг= 3,4%
Rн= 300 Ом
Относительная погрешность, δRн= 4,2%

Задача No 3

На рисунке 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 среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной Вам формы.
3. Пиковое ( ), среднее ( ), средневыпрямленное ( ) и среднеквадратическое ( ) 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 g 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.
Таблица 3.1
N Рис. 3.1 Т, мкс τ, мкс Класс
точности  Найти показания вольтметров
3 ж 25 15 0,6 UV1 UV2 UV3 UV4
     СВ, 3 ПВ, 0 КВ, О 


M Uк, В Um, В k
1 3 1,5 0,3


Задача No 4
При измерении частоты генератора методом сравнения (рисунок 4.1) к входу горизонтального отклонения (канала «Х») осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:
UXобр=Umобрsin(ωобрt+ψ),
а к входу канала вертикального отклонения (канала «Y» - гармонический сигнал исследуемого генератора:
UY иссл=Um исслsin(ω исслt +φ),
где ω=2πf – круговая частота, f – 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.

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 d 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 для решения приведены в таблицах 4.1 и 4.2.


Таблица 4.1
M Um обр , В ƒобр , Гц φ, рад δ fобр , %
1 1,5 2800 0 0,25

Таблица 4.2
N Т, с ψ, рад ƒиссл, Гц Um иссл , В
3 9 π 5600 2

Семестр: 4
Вариант: 13
Год сдачи: 2016
Оценка: зачтено
Проверил: Запасных И.Н.