Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях 1 вариант 3 лабораторных

1. Цель работы.
Ознакомление с упрощенной процедурой обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. Получение, применительно к упрощенной процедуре, навыков обработки результатов наблюдений, оценка погрешностей результатов измерений и планирование количества наблюдений.

2. Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы.

Контрольная задача
В нормальных условиях произведено пятикратное измерение частоты. Класс точности прибора γ задан в таблице 2. Предельное значение шкалы 150 Гц. Используя результаты наблюдений (см. Таблицы No1 и No2), определить:
 результат многократных наблюдений;
 оценку СКО случайной составляющей погрешности результата наблюдения;
 оценку СКО случайной составляющей погрешности результата измерения;
 доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения с заданной доверительной вероятностью;
 предел допускаемой абсолютной погрешности средства измерений;
 доверительные границы суммарной погрешности результата измерений с учетом класса точности средства измерений.
 Записать результат измерения частоты согласно МИ 1317-2004.
 Результаты вычислений свести в таблицу, аналогичную таблице 4.

Таблица No1– Исходные данные к задаче лабораторной работы 1.4
i, No
наблюдения 1 2 3 4 5
f, Гц 114,40 114,34 114,38 114,33 114,29

Таблица No2 – Варианты заданий к задаче лабораторной работы 1.4
Последняя цифра пароля 1
Р - доверительная вероятность 0,900
Класс точности СИ, γ % 0,1
Предпоследняя цифра пароля 1
i, номера наблюдений 1-5

1.Цель работы.
1.1. Изучить методы поддержания единства измерений.
1.2. Изучить способы нормирования погрешностей средств измерений.
1.3. Изучить методику обработки результатов измерений с многократными наблюдениями.
1.4. Приобрести практические навыки измерения напряжения аналоговыми вольтметрами.
1.5. Освоить методику оценки случайной составляющей погрешности (неопределенности) средств измерений.
1.6. Приобрести навыки оценки погрешности средств измерений по метрологическим характеристикам.

2. Программа лабораторной работы
2.1. Провести многократные наблюдения напряжения аналоговыми вольтметрами для определения зависимости погрешности (неопределенности) вольтметра от его показаний.
2.2. Оценить случайную и систематическую составляющие погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром путем обработки полученных результатов наблюдений.
2.3. Найти границы суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром и отобразить их графически в зависимости от показания вольтметра.
2.4. Вычислить пределы основных допускаемых абсолютных погрешностей вольтметра, отобразить их на графике фактических границ суммарной погрешности аналогового вольтметра.
2.5. Произвести сравнение результатов экспериментальных исследований погрешности аналогового вольтметра с метрологическими характеристиками прибора. Сделать вывод о пригодности вольтметра к применению.

3. Основные метрологические характеристики приборов

Таблица 1. Основные метрологические характеристики аналогового вольтметра
([1], раздел 7.4, стр. 17-18)
Тип вольтметра  аналоговый электронный
Тип преобразователя пиковый
Вид градуировки среднеквадр. синусоид.
Нормальные условия эксплуатации +205С; 75030мм рт. ст.
Диапазон частот 20 Гц − 100 кГц
Пределы измерения напряжения, В 0,3; 1; 3; 10; 30; 100 В
Входное сопротивление, Ом 1 МОм
Входная емкость, пФ 10 пФ
Пределы допускаемой основной погрешности
измерения либо класс точности γ=2,5
Пределы допускаемых дополнительных
погрешностей −


Таблица 2. Основные метрологические характеристики образцового вольтметра
([1], раздел 7.4, стр. 16-17)
Тип вольтметра  электромагнитный
Тип преобразователя среднеквадратический
Вид градуировки среднеквадратич. значения
Нормальные условия эксплуатации +205С; 75030мм рт. ст.
Диапазон частот 20 Гц − 1 кГц
Пределы измерения напряжения, В 0,3; 1; 3; 15 В
Входное сопротивление, Ом 10 кОм (15 В)
Входная емкость, пФ 100 пФ
Пределы допускаемой основной погрешности
измерения либо класс точности 
γ=0,5
Пределы допускаемых дополнительных
погрешностей 
−

1. Цель работы
1.1. Изучить:
1.1.1 Параметры переменных напряжений и токов;
1.1.2 Методы измерения параметров переменных напряжений и токов;
1.1.3 Принцип действия, устройство и метрологические характеристики электронных вольтметров;
1.1.4 Особенности измерения напряжения электронными вольтметрами переменного тока;
1.1.5 Источники погрешности при измерении электронными вольтметрами.
1.2. Получить навыки работы с измерительными приборами.
1.3.Приобрести умение обрабатывать и оформлять результаты измерений, выполненных с помощью электронных вольтметров.

2. Программа лабораторной работы.

2.1. Изучение основных метрологических характеристик электронных вольтметров.
2.2. Исследование частотных характеристик вольтметров переменного тока
2.3. Измерение параметров напряжения сигнала произвольной формы:
•  среднеквадратическое значение;
•  средневыпрямленное значение;
•  пиковое значение;
2.4. Измерение значений коэффициентов амплитуды, формы и усреднения сигналов различной формы.

3. Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд, (рис. 3.1), представляет собой LabVIEW компьютерную модель, отображаемую на экране персонального компьютера.
На стенде находятся модели:
электромагнитного (1) и электродинамического (2) вольтметров;
электронного вольтметра (3) с пиковым преобразователем, проградуированного в средневыпрямленных значениях гармонического напряжения;
электронных милливольтметров средневыпрямленного (4) и среднеквадратического (5) значения;
электронного осциллографа (6);
генератора сигналов специальной формы (7).