Метрология, стандартизация и сертификация Билет №2

Решение должно содержать:
1) титульный лист, в котором должны быть отражены: федеральный орган, образовательное учреждение (ОУ), подразделение ОУ, название курса, фамилия и инициалы автора, название группы;
2) номер задачи;
3) условие задачи;
4) вывод необходимых расчетных формул с пояснением всех условных обозначений;
5) при выполнении численных расчетов надо записать расчетную формулу определяемой величины, сделать соответствующую численную подстановку и произвести вычисления;
6) окончательные результаты расчетов должны быть оформлены в соответствии с нормативными документами;
7) решения должны быть пояснены структурными схемами средств измерения, временными диаграммами и построением графиков.

Задача 02.1.
 Оцените абсолютную и относительную погрешности измерения и оформите результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах выражения погрешности, если при измерении мощности Р на нагрузке R=40 Ом, измерили среднеквадратическое значение напряжения U=164 В. Известно, что предел допускаемой относительной погрешности сопротивления нагрузки δR=2,3%, а предел допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения ΔU =4 В.
Решение: мощность и напряжение связаны между собой зависимостью

Получим:

Для оценки границ абсолютной погрешности измерения воспользуемся выражением для оценки погрешности косвенного измерения:

Частные относительные погрешности косвенного измерения определяются по формулам:
, и так далее.
В нашем случае получаем:




Таким образом:


Относительную погрешность оценим следующим образом:

Оформим результат измерения в соответствии с нормативным документом МИ 1317-2004 с учетом, что измерение проведено в нормальных условиях и что при отсутствии сведений о вероятности в метрологических характеристиках прибора ее принимают равной :
, , условия нормальные
, , условия нормальные

Задача 02.2.
 Определить пиковое, среднеквадратическое и средневыпрямленное значения напряжения, если показание пикового вольтметра, проградуированного в пиковых значениях напряжения, равно 94 В, а измеряемый сигнал характеризуется коэффициентами: амплитуды, равным 4, формы, равным 3.
Решение: учитывая, что шкала пикового вольтметра проградуирована в пиковых значениях напряжения, т.е. в значениях, соответствующих типу преобразователя прибора, то показание равно пиковому значению сигнала.
Учитывая, что связь между параметрами периодического сигнала описывается коэффициентами амплитуды (пик-фактор) и формы (форм-фактор) следующими соотношениями:
,

Таким образом, получаем:
- пиковое значение напряжения.
- среднеквадратическое значение напряжения,
- средневыпрямленное значение напряжения.
Задача 02.3.
 На вход канала вертикального отклонения Y осциллографа подан гармонический сигнал с частотой 200 Гц, а на вход канала горизонтального отклонения X подан гармонический сигнал с частотой 400 Гц. Выберите фигуру Лиссажу, которая может соответствовать этим сигналам.
Варианты ответа:
1 2 3 4 5


    

Ответ: вид фигуры Лиссажу зависит от частотных и фазовых соотношений гармонических сигналов, поданных на входы X и Y осциллографа. Определим по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей .
Если фигура неподвижна, то справедливо соотношение:
.
Отсюда получаем:

Теперь мысленно проведём горизонтальную и вертикальную прямые, пересекающие заданные в задаче фигуры. При этом для исключения ошибок в определении числа пересечений, секущие не должны проходить через узел. Частота колебания меньше в том направлении, в котором имеется больше точек пересечения. В нашем случае больше точек пересечения в направлении вертикальной секущей, причем в 2 раза, чем в направлении горизонтальной секущей.
Из всех представленных фигур такому соотношению удовлетворяет фигура Лиссажу на рисунке 3, а также фигура Лиссажу на рисунке 2 при угле сдвига фаз 900.

Задача 02.4.
Какой федеральный закон регулирует порядок разработки стандартов?
Ответ: с 01.07.2003г вступил в действие Федеральный закон РФ от 27.12.2002г No184-ФЗ «О техническом регулировании». Данный закон носит не только технический характер, но и имеет большое социально-экономическое значение, так как устанавливает новые правила регулирования требований к продукции, процессам ее производства, к работам и услугам. В соответствии с данным законом можно выделить следующие основные направления деятельности по техническому регулированию: технические регламенты, стандартизация, подтверждение соответствия.
Законодательство РФ о техническом регулировании состоит из Закона, принимаемых в соответствии с ним федеральных законов и иных нормативных правовых актов РФ. При этом федеральные органы исполнительной власти, в том числе и министерства, могут издавать в сфере технического регулирования акты только рекомендательного характера.
Деятельность по стандартизации проявляется в процессах разработки, опубликования и применения стандартов. Работа в области стандартизации регулируется помимо указанного выше Федерального закона «О техническом регулировании» также рядом национальных стандартов, например, ГОСТ Р 1.0 — 2004 «Стандартизация в Российской федерации. Основные положения». Главным при определении правового статуса деятельности по стандартизации является добровольный характер применения национальных стандартов.

Задача 02.5.
Класс точности амперметра с максимальным отклонением стрелки 5 А обозначен 0,5. Оцените абсолютную и относительную погрешность измерения, если показание прибора равно 2,6 А, а нулевая отметка находится на краю шкалы. Оформите результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
Решение: класс точности прибора γ определяется по формуле

Откуда абсолютная погрешность:
, где - равно конечному значению шкалы прибора.
А относительная погрешность:
 
Получаем:


Оформим результат измерения в соответствии с нормативным документом МИ 1317-2004 с учетом, что измерение проведено в нормальных условиях и что при отсутствии сведений о вероятности в метрологических характеристиках прибора ее принимают равной :
, , условия нормальные
, , условия нормальные

25.06.2020