Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях

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 l_i 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 l ̅.
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S.
3. Границы максимальной погрешности (неопределенности) случайной составляющей погрешности результата наблюдений Δмакс.
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) S (l ̅ ).
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 lд метров. Сравните ее с доверительным интервалом случайной составляющей погрешности результата измерения, и сделайте вывод.
8.Предложить способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в D раз.

Задача No 2
При определении вносимого ослабления четырехполюсника абсолют-ный уровень мощности рн, отдаваемой генератором с внутренним сопротив-лением Rг и ЭДС E в сопротивление нагрузки Rн (рисунок 2.1). Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения. Показания этих приборов и их метрологические характеристики (условное обозначение класса точности и конечное значение шкалы прибора или диапазона измерения) приведены в таблицах 1 и 2. В таблице 3 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора (числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность δRг); сопротивления нагрузки (значения сопротивления Rн и его относительная погрешность δRн).
Определить:
1. Абсолютный уровень напряжения рUv на сопротивлении нагрузки.
2. Абсолютный уровень суммарной мощности р∑, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора и сопротивлении нагрузки.
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уров-ней 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 No3
На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодических сигналов, ко-торые наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое Um, среднее Uср, средневыпрямленное Uср.в и среднеквадратиче-ское U значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
3. Пиковое U ̃m, среднее U ̃cp, средневыпрямленное U ̃cp.в и среднеквадратическое U ̃ значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды Kа, формы Kф и усреднения Kу всего исследуе-мого сигнала и коэффициенты амплитуды K ̃а, формы K ̃ф и усреднения K ̃у его переменной составляющей.
5. Показания вольтметров с различными типами преобразователей с закры-тым (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 зада-ния, если используемые измерительные приборы имеют класс точности γ 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.

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_Xобр=U_(m обр) sin(ω_обр t+ψ)
а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") – гармонический сигнал исследуемого генератора:
U_Yиссл=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.
Задание:
1. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осцил-лографа при заданных значениях Um обр, ƒобр, Um иссл, ƒиссл, ψ и φ, считая коэф-фициенты отклонения каналов Y (ko.в) и X (ko.г) одинаковыми и равными 1 В/см.
2. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отноше-ние числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей nг к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей nв. Убедиться, что отношение nг/nв, определенное по фигуре, соответствует ожидаемому.
3. Оценить абсолютную Δƒcр и относительную δƒcр погрешности (неопреде-ленности) сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вы-званную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное Т секунд, она повторно воспроизводилась 5 раз.
4. Оценить границы абсолютной Δƒиссл и относительной δƒиссл погрешности (расширенной неопределенности) измерения частоты исследуемого генера-тора, если известны границы относительной погрешности частоты образцо-вого генератора δfобр.
5. Записать результат измерения частоты ƒиссл в соответствии с нормативны-ми документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной по-грешности (расширенной неопределенности); 2) с указанием границ относительной погрешности.

год сдачи 2020
оценка Зачет