Контрольная работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация». Вариант №12.

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 l_i 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 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 l_∂ 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.

Таблица.1.1 Исходные данные
M i l_∂ ,м D
1 5 – 10 272,3 2,1

Таблица 1.2 Исходные данные
N i α
2 60 – 68 0,98

Таблица 1.3 Результаты однократных измерений.
I l_i i l_i
5 275,81 60 274,63
6 273,50 61 275,30
7 276,65 62 275,23
8 275,81 63 275,52
9 273,28 64 276,03
10 275,30 65 276,56
  66 273,75
  67 274,76
  68 274,24

Задача 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 вольтметра V 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 Rг и его относительная погрешность δ Rг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность δ Rн.
MN = 12
Таблица 2.1
M 1
Показание амперметра IA, мА 19
Класс точности амперметра % 2
Конечное значение шкалы амперметра или диапазон измерения, мА -50 ̧ 50

Таблица 2.2
N 2
Rг , Ом 75
Относительная погрешность, δ Rг, % 7,2
Rн, Ом 450
Относительная погрешность, δ Rн, % 3,5
Определить абсолютный уровень напряжения РE
Определить абсолютный уровень мощности Р∑

Необходимо определить:
1. Абсолютный уровень ЭДС генератора рE
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 No 3

На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, который наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
 Аналитическое описание исследуемого сигнала.
 Пиковое (Um), среднее (Uср ), средневыпрямленное (Uср.в) и среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
 Пиковое (U_m^~), среднее (U_cp^~), средневыпрямленное (U_(cp.в)^~) и среднеквадратическое (U^~) значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
 Коэффициенты амплитуды (〖K_a,K〗_a^~), формы (〖K_ф,K〗_ф^~) и усреднения (〖K_y,K〗_y^~) всего исследуемого сигнала и его переменной составляющей.
 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.
 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.
 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 γ Найти показания вольтметров
2 д 30 15 2 UV1 UV2 UV3 UV4
     СВ, О  ПВ, З КВ, З КВ, О

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.
Таблица 3.2
M Uк, В Um, В k
1 3 1,5 0,3

Задача No4
При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) к входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:
U_(X обр)=U_(m обр)∙sin(ω_обр∙t+ψ),
а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") – гармонический сигнал исследуемого генератора:
U_(Y иссл)=U_(m иссл)∙sin(ω_иссл∙t+φ)
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.


Рисунок 4.1
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 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
2 16 π/2 1400 1,5

Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Метрология, стандартизация и сертификация
Вид работы: Контрольная работа
Оценка: Зачет
Дата оценки: 18.01.2018
Сметанин Владимир Иванович

Рецензия:
ЗАЧЕТ. В оформлении работы остались ошибки. Разберитесь в сути этих ошибок, чтобы не допускать их в других работах.

Данные ошибки исправлены в работе в окончательной версии.