Контрольная работа №1 по дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация (Вариант 5)

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 q , 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.
MN = 05
Таблица.1.1 Исходные данные
M i l_∂ ,м D
0 1-5 275,4 2,0

Таблица 1.2 Исходные данные
N i α
5 75-84 0,90

Таблица 1.3 Результаты однократных измерений.
i l_i i l_i
1 274,35 75 275,89
2 274,57 76 276,40
3 276,68 77 276,08
4 276,17 78 274,00
5 275,81 79 274,92
80 274,33
81 277,78
82 273,91
83 275,75
84 276,48

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 = 05
Таблица 2.1
M 0
Показание вольтметра UV, В 7,2
Класс точности вольтметра % 2,5
Конечное значение шкалы вольтметра или диапазон измерения, В 0 ̧ 10

Таблица 2.2
N 5
Rг , Ом 135
Относительная погрешность, δ Rг, % 7,4
Rн, Ом 900
Относительная погрешность, δ Rн, % 5
Определить абсолютный уровень напряжения РE
Определить абсолютный уровень мощности РH

Необходимо определить:
1. Абсолютный уровень падения ЭДС генератора рE
2. Абсолютный уровень мощности, выделяемой на сопротивлении нагрузки рН.
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
5 a 60 20 2,5 UV1 UV2 UV3 UV4
КВ, З СВ, О ПВ, 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
0 1 0,75 0,25

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:


а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") – гармонический сигнал исследуемого генератора:


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.
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.
MN = 04
Таблица 4.1
M Um обр , В ƒобр , Гц φ, рад δ fобр , %
0 3 1400 π/2 0,54

Таблица 4.2
N Т, с ψ, рад ƒиссл, Гц Um иссл , В
5 8 3π/2 2800 3,8
_________________________

Контрольная работа выполнена на зачёт. Были исправлены множественные замечания от преподавателя. Поэтому перед отправлением прочитайте работу и удалите не нужные места!!!!!!! Замечания оставил для того, чтобы Вы знали как их исправлять, потому что Сметанин скорее всего не зачёт работу с первого раза!!!
Для подтверждения зачёта прикладываю фото из ЛК.

Контрольная работа 1 12.06.2020 23.06.2020 Зачет Уважаемый ..., Сметанин Владимир Иванович.

Преподаватель не всегда зачитывает работу с первого раза.