Контрольная работа № 1 по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация». 5-й семестр. 6-й вариант

Задача No1
Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено n (результатов единичных измерений) расстояния li 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 .
2.Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S.
3.Границы максимальной погрешности (неопределенности) случайной составляющей погрешности результата наблюдений .
4.Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) S( ).
5.Границы доверительного интервала погрешности (расширенную не-определенность) 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.

Исходные данные:

M i lд, м D N i α
0 1-5 275,4 2,0 6 80-89 0,98

Задача No2


Рисунок 2.1

При определении вносимого ослабления четырехполюсника абсолютный уровень мощности рн, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением Rг и ЭДС Е в сопротивление нагрузки RH (рисунок 2.1). Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения. Определить:
1. Абсолютный уровень падения напряжения рUv на сопротивлении нагрузки.
2. Абсолютный уровень мощности рн, выделяемой на сопротивлении нагрузки по формуле
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.

Исходные данные:

М UV, В Класс точности вольтметра, % Диапазон измерения, В N Rг, Ом δRг, % Rн, Ом δRн, %
0 7,2 2,5 0 - 10 6 75 8,6 350 2,4

Задача No3



Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2.Пиковое Um, среднее Ucp, средневыпрямленное Uср.в и среднеквадратическое U значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
3.Пиковое , среднее , средневыпрямленное , и среднеквадратическое значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4.Коэффициент амплитуды Ка, формы Кф и усреднения Ку всего исследуемого сигнала и коэффициент амплитуды , формы и усреднения его переменной составляющей.
5.Показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым (3) 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 γ и конечное значение шкалы (предел измерения) Uk.
7.Оформить результаты измерений напряжения вольтметрами в соответствии с нормативными документами, если измерения проведены в нормальных условиях.

Исходные данные:

N T, мкс τ, мкс γ UV1 UV2 UV3 UV4 М Uk, В Um, В k
6 100 50 1 пв, о пв,з св, з кв, о 0 1 0,75 0,25

Задача No4

При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) ко входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:
UXoбp= Um обр sin(ωобр t +ψ),
а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") - гармонический сигнал исследуемого генератора:
UYиссл= Um иссл sin(ωиссл t +φ), где
ω = 2πf - круговая частота,
f - 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 Р = 0,997.

Задание.
1.Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях Um обр, fобр, ψ и Um иссл, φ, считая коэффициенты отклонения каналов Y (kо.в) и X (kо.г) одинаковыми и равными 1 В/см .
2.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. Убедиться, что отношение nг/ nв, определенное по фигуре, соответствует ожидаемому.
3.Оценить абсолютную Δfср и относительную δfср погрешности (неопределенности) сравнения частот исследуемого и образцового ге-нераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное Т секунд, она повторно воспроизводилась 5 раз.
4.Оценить границы абсолютной Δfиссл и относительной δfиссл погрешности (расширенной неопределенности) измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности (расширенной неопределенности) частоты образцового генератора δfобр.
5. Записать результат измерения частоты fиссл в соответствии с нормативными документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности (расширенной неопределенности); 2) с указанием границ относительной погрешности.

Зачёт, 2012 г