Контрольная работа по дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях. Вариант №3

Вариант No3

Задание 1
Оценка случайной погрешности прямых измерений
Цель практической работы:
1.1 Закрепление теоретических знаний по разделу курса МС и УК «Погрешности измерений».
1.2 Приобретение практических навыков расчета случайных погрешностей прямых измерений.

2 Контрольные вопросы.
2.1 Определение погрешности измерений.
2.2 Классификация погрешностей.
2.3 Определение случайной погрешности.
2.4 Причины возникновения случайных погрешностей.
2.5 Определение нормального закона распределения погрешностей.
2.6 Порядок обработки результатов измерений.
2.7 Понятие среднеквадратичного отклонения СКО результатов
наблюдений.
2.8 Понятие доверительной вероятности и доверительного интервала.

3 Контрольное задание.
3.1 Задача. Измерение тока в нормальных условиях представлены рядом
наблюдений: 10,07; 10,08; 10,10; 10,12; 10,15; 10,16; 10,17; 10,20; 10,40 мА.
Результат наблюдения 10,40 мА резко отличается от остальных. Необходимо
проверить можно ли его отбросить как результат, имеющий грубую
погрешность.

3.2 Задача. С целью определения места повреждения коаксиального
кабеля использовался импульсный метод измерения. В результате измерений
получено n значений расстояния до места повреждения Li. Считая, что
случайная погрешность имеет нормальный закон распределения, определить:
- наиболее достоверное значение расстояния до места повреждения
кабеля L;
- среднеквадратическую погрешность однократных измерений
(результатов наблюдений) σ;
- максимально допустимую погрешность измерения Δмах;
- среднеквадратическую погрешность результата измерения;
- доверительный интервал результата измерения и расстояние до места
повреждения при заданной доверительной вероятности pn(t);
- результат измерения записать в соответствии с требованиями МИ
1317-2004.
Исходные данные:
(m = 3; n =0)
i =12-17 и 41-47 – номера наблюдений;
lд =270,3 м – действительное расстояние до места наблюдения;
P=0,92– доверительная вероятность.

Таблица 1.1 – Исходные данные
i 12 13 14 15 16 17
Li,м 271,70 272,30 273,10 274,90 272,70 273,70

Таблица 1.2– Исходные данные
i 41 42 43 44 45 46 47
Li,м 273,80 274,90 271,50 272,80 274,30 275,60 274,60

------------------------------------------------------------------------------

Задание No 2
Оценка систематической погрешности измерений

1 Цель практической работы.
1.1 Закрепление теоретических знаний по разделу «Погрешности
измерений».
1.2 Приобретение практических навыков расчета систематической
погрешности прямых измерений.

2 Контрольные вопросы.
2.1 Классификация погрешностей.
2.2 Определение систематической погрешности.
2.3 Причины появления систематических погрешностей.
2.4 Понятие класса точности прибора, форма представления класса
точности.
2.5 Погрешность измерения, вызванная подключением прибора к объекту
измерения, способы ее уменьшения.
2.6 Порядок расчета класса точности аналогового прибора по результатам
измерений.
2.7 Порядок расчета погрешности измерений по классу точности
аналогового прибора.

3 Контрольное задание.
3.1 Задача. Последовательно с источником Е=10В с внутренним
сопротивлением 2 Ома включены сопротивление 100 Ом и амперметр,
сопротивление которого 0,5 Ома. Определить показания амперметра,
рассчитать относительную погрешность, вызванную неидеальным
сопротивлением амперметра.

3.2 Задача. Вольтметром в нормальных условиях измерено напряжение
источника напряжения. Внутреннее сопротивление источника напряжения
равно 1,5 Ома. Показание вольтметра по шкале 1,5В составило 1,025В, входное сопротивление вольтметра 1500 Ом. Определить погрешность измерения напряжения, вызванную неидеальностью вольтметра, а также класс точности вольтметра.

3.3 Задача. Методом сравнения определены показания образцового
вольтметра 2В и поверяемого вольтметра 1,95В. Определить абсолютную
погрешность измерения и поправку для поверяемого прибора.

3.4 Задача. Основная приведенная погрешность амперметра,
рассчитанного на ток 5 А, равна 0,5%. Оценить абсолютную и относительную погрешность измерения тока 1 А. Объяснить, почему не обеспечивается измерение с относительной погрешностью 0,5%.

3.5 Задача. Определить относительную погрешность измерения
напряжения 30В и 90В в нормальных условиях в диапазоне с конечным
значением шкалы 100В, если класс точности прибора равен 0,5%.

3.6 Задача. При определении частоты использовано измерение периода.
Оценить абсолютную погрешность измерения частоты, если T = (25 ± 1) мкс
при доверительной вероятности 0,997 и нормальных условиях.

3.7 Задача. Определить значение потребленной электрической энергии в
цепи и определить абсолютную и относительную погрешности измерения, если известны результаты прямых измерений:
I = (10,230±0,015)А,
R = (11,68±0,01)Ом,
t = (405,2±0,1)с.

------------------------------------------------------------------------------

Задание 3
Оценка погрешности косвенных измерений

1 Цель практической работы.
1.1 Закрепление теоретических знаний по разделу «Погрешности
измерений».
1.2 Приобретение практических навыков расчета погрешности косвенных
измерений.

2 Контрольные вопросы.
2.1 Определение погрешности измерения.
2.2 Классификация методов измерений.
2.3 Понятие косвенных измерений.
2.4 Причины возникновения погрешности при косвенных измерениях.
2.5 Порядок расчета погрешности косвенных измерений.
2.6 Порядок определения частных погрешностей косвенных измерений.

3 Контрольное задание.
3.1 Задача.

Рисунок 3.1 – Схема измерения
Проводилось косвенное измерение напряжения и мощности, выделяемых на нагрузке генератора низких частот. Одновременно оценивались значения полной мощности, развиваемой генератором и потери мощности на его внутреннем сопротивлении. Рассчитать полную мощность PΣ(мВт) и падение напряжения Uг (В). Оценить абсолютную и относительную погрешности измерения заданных мощности и напряжения если известны результаты прямых измерений Er = 10,7 В, Rr = 165 Ом и Rн = 1100 Ом и их относительные погрешности: ±δ_Ег = 2,1 %; ±δ_Rг = 5,4 %; ±δ_Rн = 2,7 %.

------------------------------------------------------------------------------

Задание 4
Измерение напряжений негармонических сигналов аналоговыми
вольтметрами

1 Цель практической работы
1.1 Закрепление теоретических знаний по разделу «Аналоговые
электронные вольтметры».
1.2 Приобретение практических навыков расчета метрологических
параметров аналоговых вольтметров.
1.3 Приобретение практических навыков расчета параметров
электрических сигналов несинусоидальной формы и анализа показаний
аналоговых вольтметров.

2 Контрольные вопросы
2.1 Определение основных параметров напряжения электрических
периодических сигналов.
2.2 Формула расчета среднего, среднеквадратичного, средневыпрямленного напряжения.
2.3 Магнитоэлектрический прибор МЭП – назначение, принцип действия,
основные характеристики.
2.4 Обобщенная функциональная схема аналоговых вольтметров,
назначение элементов схемы.
2.5 Типы детекторных вольтметров – назначение, правило градуировки.
2.6 Особенности измерения напряжения прибором с открытым и закрытым
входом.
2.7 Порядок расчета погрешности показаний вольтметра и измерения пикового, средневыпрямленного, действующего напряжения.

3 Контрольное задание
3.1 Рассчитать показания квадратичного вольтметра с открытым и
закрытым входом при подаче напряжения U(t) = 30+10 sin 10t, частота
электрического сигнала f = 2 кГц.

3.2 Вольтметр с пиковым преобразователем, с закрытым входом показал 1,8В. Определить амплитудное, среднеквадратичное и средневыпрямленное
значение напряжения для сигнала, имеющего Ка =1,73 и Кф =1,16. Рассчитать
абсолютную погрешность показаний прибора и измерения амплитудного
значения, если основная относительная погрешность прибора составляет 2,5%.

3.3 Определить Ка сигнала, если линейный вольтметр показал 4,44 В, а
измерительный сигнал имеет пиковое значение ровно 12 В, Кф =1,5.

3.4 Определить показания квадратичного вольтметра, если при измерении
того же сигнала пиковый вольтметр показал 32 В, Ка =2, Кф =1,5.

3.5 Задача. На выходе исследуемого устройства имеет место периодическое напряжение, форма которого показана на рисунке 4.1.
Требуется определить:
- среднее U0, средневыпрямленное Uср.в. и среднеквадратическое U
значения выходного напряжения заданной формы;
- коэффициенты амплитуды Ка, формы Кф и усреднения Ку выходного
напряжения;
- напряжения, которые должны показать пиковый вольтметр с закрытым
входом, а также вольтметры средневыпрямленного и среднеквадратического
значения с открытым входом;
- оценить относительную погрешность измерения всех вычисленных
напряжений, если используемые измерительные приборы имеют класс
точности, заданный в виде допустимой приведенной погрешности, и
предельное значение шкалы Uном.

Рис. 4.1. Периодическое напряжение
Таблица 4.1. Исходные данные
Т, мкс τ, мкс К Uном, В Um, В
50 25 0,6 1 0,75

------------------------------------------------------------------------------

Задание 5
Расчет погрешности измерения временных параметров электрических сигналов
1 Цель практической работы:
1.1 Закрепление теоретических знаний по разделу «Измерение временных параметров электрических сигналов».
1.2 Приобретение практических навыков расчета погрешности измерения временных параметров.
2Контрольные вопросы
2.1 Причины систематической погрешности цифровых приборов.
2.2 Порядок расчета погрешности измерения T и f цифровым частотомером.
2.3 Причины систематической погрешности измерения временных интервалов электронным осциллографом.
2.4 Порядок расчета погрешности измерения периода, частоты и других временных параметров электрического сигнала электронным осциллографом.

3Контрольное задание

Задача 5.1.
 Определить число импульсов, поступивших на вход электронного счетчика в процессе измерения периода сигнала частотой 100 Гц, если частота следования импульсов кварцевого генератора равна 10 МГц, коэффициент деления частоты равен 100.

Задача 5.2.
 Оценить погрешность дискретности и число импульсов, поступивших в счетчик цифрового хронометра, если измеряемая частота равна 500 Гц, частота кварцевого генератора равна 100 МГц, коэффициент деления частоты равен 10.

Задача 5.3.
 Показания цифрового частотомера имеет следующий вид: 0045,861 кГц. Определить абсолютную и относительную погрешности дискретности измерения частоты.

Задача 5.4.
 Цифровым частотомером измерялось значение двух заданных образцовых частот f_обр1=10 кГц и f_обр2=0,5 МГц.
Определить:
абсолютную систематическую погрешность измерения образцовой частоты 0, обусловленную погрешностью кварцевого генератора δ_0=10^(-5);
абсолютную и относительную погрешности дискретности для четырех различных интервалов времени счета tсч = 10 с; 1,0 с; 10–1 с и 10–3 с;
минимальное значение частот fmin, погрешность измерения которых при заданных значениях tсч не превысят δ_н=5,0 %.

Задача 5.5.
 На вход осциллографа в режиме линейной развертки подается синусоидальное колебание частотой 50 кГц, длительность прямого хода развертки составляет 17,5 мкс, длительность обратного хода 2,5 мкс. Изобразить вид осциллограммы.

Задача 5.6.
 Длительность фронта прямоугольного импульса, определяемая по осциллограмме, составляет 1 мкс. Определить действительную длительность фронта импульса, если время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения составляет 35 нс.

Задача 5.7.
 По данному изображению импульсного сигнала (рис. 5.7.1) определить период, частоту и скважность исследуемого сигнала, если коэффициент развертки 5 мкс/дел. Определить относительную и абсолютную погрешности измерения периода, частоты и скважности, если погрешность коэффициента развертки составляет 4%, толщина луча 1 мм.

Задача 5.8.
 Определить частоту исследуемого сигнала, поданного на вход Х электронного осциллографа, если при частоте образцового генератора равной 4 кГц получено изображение . Относительная погрешность установки частоты образцового генератора составляет (2+30/f) %.

=============================================

Оценка: Отлично
Дата оценки: 12.12.2023г.

Помогу с вашим вариантом, другой дисциплиной, онлайн-тестом, либо сессией под ключ.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru