Импульсный рефлектометр - Контрольная работа. Метрология, стандартизация и сертификация. Вариант 07

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

Таблица.1.1 – Исходные данные
M: 0
i: 1-5
lд,м: 275,4
D: 2,0

Таблица 1.2 – Исходные данные
N: 7
i: 85-94
a: 0,90

Таблица 1.3 – Результаты однократных измерений
1 274.35
2 274.57
3 276.68
4 276.17
5 275.81
85 273.43
86 274.60
87 273.03
88 272.71
89 274.94
90 275.28
91 274.31
92 271.99
93 274.09
94 273.24


Задача № 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).

Рисунок 2.1

Мощность в нагрузке измеряют с помощью вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения. Показания приборов и их метрологические характеристики – условное обозначение класса точности и конечное значение шкалы прибора или диапазона измерения приведены в таблице 2.1. В таблице 2.2 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность бRг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность бRн.

Таблица 2.1 – Исходные данные
M: 0
Показание вольтметра Uv, В: 7,2
Класс точности вольтметра %: 2,5
Конечное значение шкалы вольтметра или диапазон измерения, В: 0...10

Таблица 2.2 – Исходные данные
N: 7
Rг , Ом: 50
Относительная погрешность, бRг, %: 4,1
Rн, Ом: 550
Относительная погрешность, бRн, %: 4,6

Мощность в нагрузке измеряют с помощью вольтметра V при нормальных условиях измерения.
Определить:
1. Абсолютный уровень падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора рUг
2. Абсолютный уровень суммарной мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора и сопротивлении нагрузки рz
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней 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 № 3
На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, который наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое (Um), среднее (Uср), средневыпрямленное (Uср.в) и среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
3. Пиковое (Um~), среднее (Uср~), средневыпрямленное (Uср.в~) и среднеквадратическое (U~) значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды (Ka, Ka~), формы (Kф, Kф~) и усреднения (Kу, Kу~) 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 y 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 – Исходные данные
N: 7
Рис. 3.1: и
Т, мкс: 18
t, мкс: 9
Класс точности y: 1,5
Найти показания вольтметров:
Uv1: ПВ, З
Uv2: КВ, О
Uv3: СВ, О
Uv4: КВ, З

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 – Исходные данные
M: 0
Uк, В: 1
Um, В: 0,75
k: 0,25


Задача № 4
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 w=2pif – круговая частота,
f – циклическая частота,
Y и Ф – начальные фазовые углы образцового и исследуемого сигналов соответственно.
Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора бfобр определены с вероятностью P = 0.997.

1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей nг к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей nв.
2. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях Um обр, fобр, Um иссл, fиссл, Y и Ф, считая коэффициенты отклонения каналов Y(ko.в) и X(ko.г) одинаковыми и равными 1 В/см.
3. Оценить абсолютную Dfcр и относительную бfcр погрешности сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное Т секунд, она повторно воспроизводилась 5 раз.
4. Оценить границы абсолютной Dfиссл и относительной бfиссл погрешности измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности частоты образцового генератора бfобр.
5. Записать результат измерения частоты fиссл в соответствии с нормативными документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности; 2) с указанием границ относительной погрешности.

Таблица 4.1 – Исходные данные
M: 0
Um обр , В: 3
fобр , Гц: 1400
Ф, рад: pi/2
б fобр, %: 0,54

Таблица 4.2 – Исходные данные
N: 7
Т, с: 15
Y, рад: 3pi/2
fиссл, Гц: 5600
Um иссл , В: 3,2

Комментарии: Зачет без замечаний!
Год сдачи: 2024 г.