Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях 11 вар

Задача No 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 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 .
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S;
3. Границы максимальной неопределенность случайной составляющей погрешности результата наблюдений ;
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) ;
5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения e при заданной доверительной вероятности ;
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 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.

Дано:




Числовые значения результатов однократных измерений (результатов наблюдений) приведены в таблице 1.
Задача No 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).

В таблице 2.1 указаны значения: показание амперметра IА; класс точности амперметра; диапазон измерения прибора.

Таблица 2.1
М Показание амперметра IА, мА Класс точности амперметра % Конечное значение шкалы амперметра или диапазон измерения, мА
1 19 2 -50 50

В таблице 2.2 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность dRг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность dRн.

Таблица 2.2
N 1
Rг , Ом 135
Относительная погрешность, Rг, % 4,8
Rн, Ом 700
Относительная погрешность, Rн, % 2,0
Определить абсолютный уровень напряжения рUг
Определить абсолютный уровень мощности рн

Мощность в нагрузке измеряют с помощью амперметра А при нормальных условиях измерения.
Определить:
1. Абсолютный уровень падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора рUг.

2. Абсолютный уровень мощности, выделяемой на сопротивлении нагрузки рн.
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней напряжения и мощности.
4. Оформить результаты измерения абсолютных уровней напряжения и мощности в соответствии с нормативными документами.
Задача No 3
На рисунке 3.1 показаны осциллограммы периодических сигналов, которые наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое ( ), среднее ( ), средневыпрямленное ( ) и среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной Вам формы.
3. Пиковое ( ), среднее ( ), средневыпрямленное ( ) и среднеквадратическое ( ) значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды ( , ), формы ( , ) и усреднения ( , ) 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 g 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.
Таблица 3.1
N 1
Рис. 3.1. в
Т, мкс 75
τ, мкс 30
Класс точности  0,2
Найти показания вольтметров UV1 ПВ, З
 UV2 СВ, О
 UV3 КВ, З
 UV4 ПВ, 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 1
Uк, В 3
Um, В 1,5
k 0,3


Рис. 3.1в
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 δ fобр определены с вероятностью P = 0.997.


Рисунок 4.1