Контрольная работа по дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация. Вариант 02

Задача № 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 dмакс;
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 Q, 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:
Номер варианта: 02
i: 1-5
lд=275,4 м
D=2,0
i: 60-68
a=0,98

Задача № 2
При определении вносимого ослабления четырехполюсника необходимо измерить абсолютный уровень мощности pн, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением Rг и ЭДС E в сопротивление нагрузки Rн (см. рисунок 2.1).
Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра A при нормальных условиях измерения.
Исходные данные:
Номер варианта: 02
Показание вольтметра Uv=7,2В
Класс точности вольтметра, %: 2,5
Конечное значение шкалы вольтметра или диапазон измерения, В: 0 - 10
Rг=75 Ом
Относительная погрешность qRг=7,2%
Rн=450 Ом
Относительная погрешность qRн=3,5%
Определить:
1.Абсолютный уровень напряжения на сопротивлении нагрузки рЕ
2.Абсолютный уровень суммарной мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора и сопротивлении нагрузки р.
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 № 3
На рисунке 3.1 показаны осциллограммы 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 Вам формы.
3. Пиковое (Um`), среднее (Uср`), средневыпрямленное (Uср.в`) и среднеквадратическое (U`) значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды (Kа, Kа`), 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 y 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:
Номер варианта: 02
Рисунок 3.1(д)
Т=30 мкс
т=15 мкс
Класс точности y=2
Найти показания вольтметров:
СВ,О - вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений с открытым входом;
ПВ,З - пиковый вольтметр с закрытым входом;
КВ,З - вольтметр с преобразователем среднеквадратических значений с закрытым входом;
КВ,О - вольтметр с преобразователем среднеквадратических значений с открытым входом;

Uк=1В; Um=0,75В; k=0,25.

Задача №4
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.
Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора определены с вероятностью Pдов=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, fобр, Um.иссл, fиссл, (кси) и (фи), считая коэффициенты отклонения каналов 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 Т 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:
Номер варианта: 02
Um.обр=3 В
fобр=1400 Гц
(фи)=пи/2 рад
qfобр=0,54%
Т=16 с
(кси)=пи/2 рад
fиссл=1400 Гц
Um.иссл=1,5 В

Работа зачтена без замечаний.
Преподаватель: Сметанин В.И.
Сентябрь 2017 г.