 |
Дисциплины «Метрология и радиоизмерения»
|
|
|
|
для слушателей факультета заочного обучения
| №. | Наименование разделов и тем | Всего | Аудит. | Из них | Самост. | |
| n /n | часов | занятия | Л. | Л.З. | занятия | |
| Установочная сессия | ||||||
| 1. | Основные метрологические термины и понятия. Классификация измерений. Государственная система обеспечения единства измерений | |||||
| 2. | Погрешности измерений и средств измерений, их нормирование, учет и компенсация | |||||
| 3. | Общие принципы получения измерительной информации | |||||
| 4. | Измерительные преобразователи | |||||
| Контрольная работа | ||||||
| Итого | ||||||
| Экзаменационная сессия | ||||||
| 1. | Измерение токов и напряжений | |||||
| 2. | Измерение электрической мощности | |||||
| 3. | Измерение параметров радиосигналов | |||||
| 4. | Измерение частоты, интервалов времени и фазового сдвига | |||||
| Измерение характеристик случайных процессов | ||||||
| 6. | Измерение параметров радиокомпонентов, радиотехнических устройств и проводных каналов связи | |||||
| Зачет | ||||||
| Итого | ||||||
| Итого по курсу |
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: Учебное пособие / К.К.Ким, Г.Н.Анисимов, В.Ю.Барбарович, Б.Я.Литвинов. – СПб.: Питер, 2008. – 368 с.
2. Дворяшин Б.В. Метрология и радиоизмерения: Учебное пособие – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 304 с.
|
|
|
3. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебное пособие / Под общей редакцией Б.Н.Тихонова – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 374 с.
4. Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов / В.И.Нефедов, А.С.Сигов, В.Г. Битюков и др.; Под ред. В.И.Нефедова. – М.: Высшая школа, 2006. – 526 с.
5. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / В.И. Нефедов, А.С. Сигов, В.К. Битюков и др. Под ред. В.И.Нефедова и А.С.Сигова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2005. – 599 с.: ил.
6. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник. – 2-е изд. / Ю.И. Борисов, А.С. Сигов, В.И. Нефедов и др; Под ред. профессора А.С.Сигова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 336 с.
7. Электрорадиоизмерения: Учебник. / В.И. Нефедов, А.С. Сигов, В.К. Битюков и др. / Под ред. профессора А.С.Сигова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 384 с.
Дополнительная
1. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие. – М.: Логос, 2003. – 536с.
2. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Логос, 2002. – 408с.
3. Харт Х. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. – М.: Мир, 1999. – 391с.
4. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов/В.И. Нефедов, В.И. Хахин, Е.В. Федорова и др.; Под ред. В.И. Нефедова. – М.: Высш. шк., 2001. – 383с.
5. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: 100 экзаменационных ответов. Экспресс-справочник для студентов вузов и колледжей. – М.: ИКЦ «МарТ», 2004. – 288 с.
6. ГОСТ 16263 – 70 ГСОЕИ. Метрология. Термины и определения. – М.: Изд–во стандартов, 1991.
7. Государственная система стандартизации. Сборник стандартов ГОСТ Р1.0 – 92, ГОСТ Р1.2 – 92, ГОСТ Р1.4 – 93, ГОСТ Р1.5 – 92, ПР 50.1.001 – 93. – М.: Изд–во стандартов, 1994.
8. Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике: Пер. с нем. – М.: Постмаркет, 2000. – 352с.
|
|
|
9. Измерения в электронике: Справочник/В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.М. Коневских и др.; Под ред. В.А. Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 512с.
10. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990 – 535с.
Материально-техническое обеспечение изучения дисциплинЫ
· Учебная лаборатория кафедры
· Вольтметр В7-26 – 8 шт.
· Вольтметр GMD-8135 – 8 шт.
· Блок питания БП-30-БП-5 – 8 шт.
· Блок питания БП-15 – 8 шт.
· Осциллограф GOS-620FG – 6 шт.
· Магазин сопротивлений Р33 – 16 шт.
· Генератор Г5-54 – 8 шт.
· Частотомер Ч3-54 – 8 шт.
· Измеритель добротности ВМ-560 – 4 шт.
· Наборы резисторов и конденсаторов.
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Вариант №1.
1.1. Какой из трех аналоговых вольтметров с соответствующими значениями классов точности К1 = 1,5; К2 = 1,0; К3 = 2,5 и пределами шкалы Uпр1 = 30 В; Uпр2 = 50 В; Uпр3 = 20 В обеспечивает минимальную погрешность измерения напряжения Uизм= 15 В?
1.2. Какие из чисел: 1,25; 0,25; 22,5; 0,225; 0,0025; 0,050; 0,15; 15; 4,5; 0,555; 3; 4; 6; 7; 7,5; 0,8; 0,333; 40; 3,14; 0; 1; 0,4, не могут использоваться как значение класса точности?
1.3. Сопротивление участка цепи 2 кОм. Каким должно быть максимальное сопротивление амперметра, чтобы относительная погрешность измерения за счет влияния прибора на ток в цепи не превысила 0,1%?
1.4. Сопротивление измерительной головки вольтметра Rv=15 кОм, предел ее шкалы U0max=50 мВ, сопротивление нагрузки, на котором измеряется падение напряжения RН = 5 кОм. Рассчитайте сопротивления добавочных резисторов для создания на основе данной головки многопредельного вольтметра с пределами: 100 мВ, 500 мВ, 1 В, 5 В, 10 В, 50 В, 100 В. Как при этом будет изменяться погрешность измерений за счет влияния прибора на напряжение на нагрузке?
1.5. При измерении напряжения вольтметром с сопротивлением RV1 = 1 МОм относительная погрешность измерения за счет влияния прибора на напряжение на нагрузке dпр составила 2,5%, а относительная погрешность измерения в целом d = 4%. Как изменятся значенияdпр и d, если использовать вольтметр с сопротивлением RV2 = 5 МОм.
1.6. Измеряемое напряжение U0 определяется как разность показаний двух одинаковых вольтметров U1=7,2 В (предел шкалы Uпр1 = 10 В) и U2=4,9 В (предел шкалы Uпр2 = 5 В). Каким должен быть класс точности вольтметров, чтобы относительная погрешность δ однократного измерения не превышала 5%?
|
|
|
1.7. Сопротивление участка цепи измерялось методом амперметра-вольтметра. Показания вольтметра с классом точности КV = 1,5 и пределом шкалы Uпр = 15 В составили: U = 9,5; 9,2; 9,4; 9,9; 10,0; 9,7 В. Соответствующие показания амперметра: I=14,9; 15,5; 15,2; 14,5; 14,1; 15,0 мА. Класс точности амперметра КА = 0,5, предел шкалы Iпр = 20 мА. Рассчитайте среднее значение сопротивления, относительные погрешности измерения тока, напряжения и сопротивления.
1.8. По данным задачи 1.7 рассчитайте среднее значение электрической мощности в нагрузке, считая, что напряжение и ток изменяются по гармоническому закону, вольтметр измеряет пиковые значения напряжения, а амперметр – действующие значения тока. Определите относительную и абсолютную погрешности измерения мощности.
1.9. Измеренная средняя мощность огибающей прямоугольного радиоимпульса длительностью tи = 100±5 мкс на нагрузке Rн = 1±0,05 Ом составила Рог = 200±15 мкВт. Определите значение импульсной мощности Римп, пиковую мощность Рпик, среднюю мощность импульсной последовательности с учетом измеренного значения скважности Q = 10±0,2.
1.10. Измерения сопротивлений резисторов одного типономинала дали следующие результаты: R(Ом)=135,5; 136,0; 134,5; 136,5; 136,0; 135,5; 137,0; 135,0; 136,5; 136,0. Рассчитайте среднее значение сопротивления, дисперсию, среднеквадратическое отклонение, среднеквадратическую погрешность среднего арифметического. Считая, что сопротивления резисторов распределены по нормальному закону, определите доверительный интервал, в который попадают измеренные величины с вероятностью Р =0,95.
1.11. При измерении одного и того же напряжения в двух сериях измерений получены результаты:
U1(В)= 13,3; 13,7; 14,0; 14,4; 15,0; 15,5; 15,9; 16,3; 16,7; 16,9.
U2(В)= 13,5; 14,0; 14,4; 15,0; 15,5; 16,0; 16,5; 17,0.
Какая серия измерений обеспечивает более достоверный результат?
1.12. Измеряемые значения сопротивления равномерно распределены на интервале 155…165 Ом. С какой вероятностью измеренное значение составит: Rизм = 160±2,5 Ом? Как изменилась бы вероятность в случае нормального распределения?
|
|
|
1.13. Амплитуда напряжения видеоимпульса одновременно измерялась шестью вольтметрами пиковых значений (пиковыми детекторами) с одинаковыми пределами шкалы. Два из них, имеющие класс точности К1=1,5, дали значения U1=39 мВ и U2=40,5 мВ. Значения, измеренные другими тремя приборами с классом точности К2=2,0, составили U3=41 мВ, U4=39,5 мВ; U5=40 мВ. Показания еще одного вольтметра с классом точности К3=2,5 – U6=51 мВ. Рассчитайте среднее значение амплитуды импульса.
1.14. При прохождении сигнала через радиотехническое устройство он сначала усиливается по амплитуде на 3 дБ, затем его мощность увеличивается на 7дБ, после чего сигнал проходит через делитель с коэффициентом деления 1:4. Запишите значения коэффициентов передачи по напряжению и мощности радиотехнического устройства, если коэффициент передачи по напряжению каждого из трех каскадов воспроизводится с погрешностью 5%.
1.15. Запишите результаты многократных прямых измерений, округлив средние значения:
а) 
; 
;
б) 
; 
;
в) 
; 
;
г) 
; 
.
1.16. При измерении индуктивности резонансным методом погрешность измерения частоты составила 0,1%. Емкость конденсатора резонансного контура составила 500±0,1пФ. С какой точностью должно быть записано число p в расчетной формуле?
1.17. Определите коэффициент амплитуды и коэффициент формы периодического сигнала (рис. 1):
Рис. 1.
1.18. Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов со скважностью Q = 2 (меандр) был измерен селективным вольтметром. Результаты измерений представлены в таблице:
| Частота, кГц | |||||||||
| Амплитуда, мкВ |
Определите амплитуду и частоту сигнала.
1.19. Какое минимальное количество резисторов включает в себя магазин сопротивлений, реализующий значения сопротивлений от 0 до 100 кОм с шагом 0,1 Ом?
1.20. Почему в резонансных методах измерений резонанс достигается, как правило, за счет изменения емкости конденсатора колебательного контура, а не за счет настройки катушки индуктивности?
1.21. Когда был принят и когда вступил в силу Федеральный закон Российской Федерации «О техническом регулировании»? Что называют техническим регулированием?
1.22. Какими документами устанавливаются обязательные требования к продукции?
1.23. Что является основным признаком объекта, для которого целесообразно разрабатывать нормативные документы по стандартизации?
1.24. Какую роль играют стандарты ISO?
1.25. Что называют подтверждением соответствия? Какие формы подтверждения соответствия применяются в Российской Федерации?
|
|
|
Вариант №2.
2.1. Ток 139 мА измеряется цифровым вольтметром с трехразрядным цифровым индикатором и амперметром с классом точности 0,5 и пределом шкалы 150 мА. Каким прибором ток будет измерен точнее?
2.2. Какие из простых дробей со знаменателем от 1 до 40, записанные в десятичной форме, могут использоваться в качестве значений класса точности?
2.3. Сопротивление участка цепи 2 кОм. Каким должно быть минимальное сопротивление вольтметра, чтобы относительная погрешность измерения за счет влияния прибора на ток в цепи не превысила 0,1%?
2.4. Сопротивление измерительной головки вольтметра R=160 Ом, ток 2,5 мА вызывает отклонение стрелки до предельного значения. Рассчитайте сопротивления добавочных резисторов для создания на основе данной головки многопредельного вольтметра с пределами: 200 мВ, 500 мВ, 1 В, 2 В, 5 В, 10 В и сопротивления шунтов для создания миллиамперметра с пределами шкалы 50 мА, 100 мА, 250 мА и 500 мА. Как при этом будет изменяться погрешность измерений за счет влияния прибора на ток и напряжение на нагрузке с сопротивлением RН = 500 Ом?
2.5. При измерении сопротивления методом амперметра-вольтметра для того, чтобы ток через сопротивление составлял I0=0,1 А, необходимо приложить напряжение U0=34,5 В. В качестве измерительных приборов используются амперметр с классом точности КА=0,5 и пределами шкалы Imax(А)=0,1; 0,3; 1, и вольтметр с классом точности Кv=1,5 и пределами шкалы Umax(В) =50; 200; 500. Определите относительные и абсолютные погрешности измерения сопротивления на всех пределах измерения тока и напряжения. Выберите оптимальные с точки зрения точности измерений режим (U0, I0) и пределы измерений Umax, Imax.
2.6. Напряжение на входе электронного устройства U0 измеряется как разность напряжения на выходе источника, определяемого по показаниям встроенного вольтметра с классом точности К1 = 1,5 и Uпр1 = 15 В, и напряжения на потенциометре, подключенном к источнику последовательно с электронным устройством. Напряжение на потенциометре U2 измеряется вольтметром с пределом шкалы Uпр2 = 30 В и классом точности К2 = 1. Обеспечивает ли данный вольтметр требование, чтобы относительная погрешность косвенных измерений δ не превышала 5%, если напряжение источника U1 задается равным 12 В, а регулировкой потенциометра меняют соотношение U2/U1 в пределах от ¼ до ½?
2.7. Постоянный ток измерялся при помощи вольтметра с классом точности К=0,5 и пределом шкалы Uпр = 5 В и магазина сопротивлений, который обладает относительной погрешностью 0,1%. При установленном сопротивлении магазина Rм=500 Ом падение напряжении, измеренного в разные моменты времени, составило: Uм(В)= 2,25; 2,29; 2,21; 2,22; 2,19; 2,17. Рассчитайте среднее значение тока, относительную погрешность измерения тока и напряжения.
2.8. По данным задачи 2.7 рассчитайте среднее значение электрической мощности, выделяющейся на магазине сопротивлений. Определите относительную и абсолютную погрешности измерения мощности.
2.9. Показания ваттметра при измерении мощности в нагрузке, подключенной к выходу источника ЭДС, составили: Р1=0,32±0,02 Вт при Rн1=50±0,5 Ом; Р1=0,36±0,02 Вт при Rн1=100±0,5 Ом. Чему равны внутреннее сопротивление источника ЭДС К и напряжение холостого хода Uхх?
2.10. Измерения напряжения десяти элементов питания из одной партии дали следующие результаты: U(В)=9,2; 9,3; 9,1; 9,0; 9,4; 9,0; 8,9; 9,5; 9,1; 8,9. Рассчитайте среднее значение напряжения, дисперсию, среднеквадратическое отклонение, среднеквадратическую погрешность среднего арифметического. Считая, что напряжения элементов питания в одной партии распределены по нормальному закону, определите доверительный интервал, в который попадают напряжения элементов питания с вероятностью 0,8.
2.11. При измерении мощности постоянного тока в двух сериях измерений получены результаты:
Р1 (В)=1,40; 1,44; 1,48; 1,52; 1,56; 1,60.
Р2 (В)=1,40; 1,45; 1,45, 1,50; 1,50; 1,55; 1,55; 1,60.
Результат какой серии измерений более достоверен?
2.12. Измеряемые значения напряжения элементов питания равномерно распределены на интервале 1,45…1,65 В. С какой вероятностью измеренное значение составит: Uизм = 1,55±0,05 В? Как изменилась бы вероятность в случае треугольного распределения?
2.13. Амплитуда кратковременного выброса напряжения в сети питания одновременно измерялась пятью пиковыми детекторами с одинаковыми пределами шкалы. Два из них со значениями класса точности К1=1,0 показали значения U1=260 В; U2=264 В. Два других прибора, класс точности которых К2=1,5, показали величины U3=255 В, U4=265 В. Пятый прибор с классом точности К3=2,0 дал показания U5=259 В. Рассчитайте, на сколько вольт было превышено нормальное напряжение.
2.14. При прохождении сигнала через радиотехническое устройство он сначала усиливается по напряжению на 11 дБ, затем в результате полосовой частотной фильтрации и детектирования его мощность последовательно уменьшается в 1,5 раза и на 6,5 дБ. Затем выделенный низкочастотный сигнал усиливается по напряжению на 15 дБ. Запишите значения коэффициентов передачи по напряжению и мощности радиотехнического устройства, если коэффициент передачи по напряжению каждого из четырех каскадов воспроизводится с погрешностью 5%.
2.15. Запишите результаты многократных прямых измерений, округлив средние значения:
а) 
; 
;
б) 
; 
;
в) 
; 
;
г) 
; 
.
2.16. Емкость плоского конденсатора определяется расчетным путем. Измеренный диаметр круглых обкладок D = 21,15±0,05 мм, толщина каждой обкладки h = 0,25±0,01 мм, общая толщина конденсатора H = 0,60±0,01 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость материала диэлектрической пластины e = 11,85±0,02. С какой точностью должны быть записаны число p и диэлектрическая постоянная СИ e0 в расчетной формуле?
2.17. Определите коэффициент амплитуды и коэффициент формы периодического сигнала (рис. 2):
 |
Рис. 2.
2.18. Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов со скважностью Q = 2 (меандр) был измерен селективным вольтметром. Результаты измерений представлены в таблице:
| Частота, кГц | 76,5 | 526,5 | 602,5 | 672,5 | |||||
| Амплитуда, мкВ |
Определите амплитуду и частоту сигнала.
2.19. Почему предел измерения частоты цифровыми (электронно-счетными) частотомерами без предварительного деления частоты входного сигнала не превышает, как правило, 200 МГц?
2.20. Почему в резонансных методах измерений резонанс достигается, как правило, за счет настройки конденсатора колебательного контура, а не за счет настройки частоты генератора?
2.21. В чем разница понятий «оценка соответствия» и «сертификация продукции и услуг»?
2.22. Кем осуществляется государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов?
2.23. На достижение каких целей направлена стандартизация?
2.24. Что является основными объектами стандартизации МЭК?
2.25. В каких целях осуществляется подтверждение соответствия? Что включает в себя сертификат соответствия?
Вариант №3.
3.1. Значения класса точности аналогового вольтметра при измерении постоянного напряжения Кпст=0,5, при измерении действующих значений переменного напряжения Кпрм=1,5. Какой будет относительная и абсолютная погрешности однократных измерений постоянного напряжения Uизм(В)=0,1; 0,3; 0,9 В на пределе измерения Uпр=1 В? Как будут записаны результаты измерений переменных напряжений с соответствующими амплитудами?
3.2. Сколько чисел в интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности?
3.3. Мощность постоянного тока в нагрузке с сопротивлением Rн=500 Ом измеряется методом амперметра-вольтметра (рис. 3). Сопротивление вольтметра Rv = 1 МОм. До какого значения сопротивления амперметра RАmax ошибка измерения за счет влияния приборов на ток и напряжение в цепи dAV не превысит 0,1%?
3.4. Сопротивление головки вольтметра Rv=200 Ом, предел шкалы U0=10 мВ. Рассчитайте сопротивление добавочных резисторов для измерения напряжений U1=500 мВ, U2=1 В, U3=2 В, U4=3 В. Как при этом будет изменяться погрешность измерений за счет влияния прибора на напряжение на нагрузке с сопротивлением 150 Ом? Какое значения класса точности может быть присвоено вольтметру, если остальные составляющие систематической погрешности в сумме не превышают 0,55%?
3.5. Как изменится погрешность измерения мощности за счет влияния приборов на ток и напряжение в цепи dAV, если амперметр в схеме на рис. 3 включить между точками 1 и 2? За сопротивления амперметра и вольтметра принять результаты решения задачи 3.4. Какое сопротивление нагрузки в этом случае обеспечит минимальное значение dAV?
3.6. Измеряемое напряжение U0 определяется как разность показаний вольтметров: U1=15,5 В (предел шкалы Uпр1 = 30 В, класс точности К1 = 0,5) и U2=6,7 В (предел шкалы Uпр2 = 10 В). Каким должен быть класс точности К2 второго вольтметра, чтобы относительная погрешность измерения δ не превышала 5%?
3.7. Мощность постоянного тока изменялась методом амперметра-вольтметра. Показания вольтметра и амперметра составили соответственно:
U(В)=6,4; 6,2; 6,3; 6,5; 6,4; 6,3;
I(мА)=125; 129; 140; 135; 133; 130.
Рассчитайте среднее значение мощности и относительные погрешности измерения тока, напряжения и мощности.
3.8. По данным задачи 3.8 рассчитайте среднее значение сопротивления нагрузки, относительную и абсолютную погрешности его измерения косвенным методом при условии, что значение класса точности вольтметра КВ = 2,0, предел его шкалы Uпр = 10 В, а ток измерялся трехразрядным цифровым мультиметром.
3.9. Измерения напряжения на нагрузке Uн, подключенной к выходу источника напряжения, составили: Uн1=5±0,01 В при Rн1=30±0,1 Ом; Uн2=10±0,02 В при Rн2=80±0,1 Ом. Определите внутреннее сопротивление источника напряжения Ri и напряжение холостого хода Uxx.
3.10. Измерения коэффициента мощности Кр в нагрузке дали следующие результаты: 0,950: 0,962; 0,971; 0,960; 0.954; 0,949; 0,970: 0,965; 0,957; 0,968. Рассчитайте среднее значение коэффициента мощности, его дисперсию, среднеквадратическое отклонение, среднеквадратическую погрешность среднего арифметического. Считая значения Кр распределенными по нормальному закону, определите вероятность нахождения Кр в интервале 0,955…0,965.
3.11. В двух сериях измерений постоянного тока получены следующие результаты:
I1(А)=16,60; 16,92; 16,95; 17,11; 17,45; 17,46; 17,80; 17,90.
I2 (А)=16,6; 16,9: 17,2; 17,3; 17,4; 17,5; 17,7; 17,9.
Результат какой серии измерений более достоверен?
3.12. Измеряемые значения сопротивления распределены по нормальному закону, причем в интервал 50…64 Ом попадает 99,7% измеренных значений. С какой вероятностью измеренное значение составит: Rизм = 57±4 Ом? Как изменилась бы вероятность в случае равномерного распределения?
3.13. Напряжение элемента питания было измерено разными вольтметрами. Два из них, имеющие значения класса точности К2=1,0, показали значения U1=1,52 В и U2=1,54 В на пределе шкалы Uпр12 = 2 В. Другие два вольтметра с классами точности К2=0,5 и пределом шкалы Uпр34 = 3 В дали показания U3=1,50 В и U4=1,53 В. Цифровой вольтметр с трехразрядным индикатором показал значение U5=1,55 В. Рассчитайте среднее значение напряжения элемента питания.
3.14. При прохождении сигнала через радиотехническое устройство он трижды последовательно усиливается по напряжению и подвергается полосовой частотной фильтрации, приводящей к снижению мощности. Запишите значения коэффициентов передачи по напряжению и мощности радиотехнического устройства в целом, если значения коэффициентов усиления по напряжению равны 17, 5,5 и 8 дБ, а в результате фильтрации теряется 72%, 45% и 11% мощности?
3.15. Запишите результаты многократных прямых измерений, округлив средние значения:
а) 
; 
;
б) 
; 
;
в) 
; 
;
г) 
; 
.
3.16. Емкость плоского конденсатора определяется расчетным путем. Измеренная длина прямоугольной обкладки L = 16,25±0,05 мм, ширина W=9,25±0,05 мм, толщина диэлектрика d = 0,075±0,005 мм, его диэлектрическая проницаемость e = 14,55±0,02. С какой точностью должны быть записана диэлектрическая постоянная СИ e0 в расчетной формуле?
3.17. Определите коэффициент амплитуды и коэффициент формы периодического сигнала (рис. 4):
 |
Рис.4.
3.18. Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов со скважностью Q = 2 (меандр) был измерен селективным вольтметром. Результаты измерений представлены в таблице:
| Частота, кГц | 112,5 | 771,5 | 1001,5 | ||||||
| Амплитуда, мкВ | 385,5 |
Определите амплитуду и частоту сигнала.
3.19. Что называется динамическим диапазоном анализатора спектра?
3.20. Как зависит погрешность измерения частоты цифровыми частотомерами от времени счета? Объясните эту зависимость.
3.21. Перечислите принципы, в соответствии с которыми осуществляется техническое регулирование в Российской Федерации.
3.22. Какими правами обладают органы государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов?
3.23. В соответствии с какими принципами осуществляется стандартизация?
3.24. Как организована работа ISO? Какие организации участвуют в работах по международной стандартизации, помимо ISO и МЭК?
3.25. Какие вопросы решает предприятие при подтверждении соответствия выпускаемой им продукции?
Вариант №4
4.1. Предел шкалы вольтметра Uпр=200 В. Каковы будут абсолютная и относительная погрешности однократного измерения напряжения U=500 В, если класс точности вольтметра К=2,5? Каким должен быть класс точности вольтметра, чтобы относительная погрешность измерения не превышала 1%?
4.2. Сколько чисел в интервале от 0,1 до 50 можно использовать в качестве значений класса точности?
4.3. Мощность постоянного тока в нагрузке с сопротивлением Rн=600 Ом измеряется методом амперметра-вольтметра (рис. 3). Сопротивление амперметра RА = 5 Ом. Начиная с какого значения сопротивление вольтметра Rv обеспечит ошибку измерения за счет влияния приборов на ток и напряжение в цепи не более 0,1%?
4.4. Сопротивление измерительной головки амперметра RА=250 Ом, предел ее шкалы I0max=100 мкА. Рассчитайте сопротивления шунтов для создания на основе этой головки амперметра с пределами шкалы Imax(мА)=1; 10; 100; 1000. Как при этом будет изменяться погрешность измерений за счет влияния прибора на ток в нагрузке с сопротивлением 1,5 кОм?
4.5. Как изменится погрешность измерения мощности, если амперметр в схеме на рис. 3 включить между точками 1 и 2? За сопротивление амперметра и вольтметра принять результаты решения задачи 4.3. Какое сопротивление нагрузки обеспечит минимальное значение погрешности измерения мощности за счет влияния амперметра и вольтметра на ток и напряжение в нагрузке при обоих вариантах подключения амперметра?
4.6. Напряжение на входе операционного усилителя U0 измеряется как разность напряжения на выходе источника, определяемого по показаниям встроенного вольтметра с классом точности К1 = 1,5 и Uпр1 = 15 В, и напряжения на потенциометре, подключенном к источнику последовательно с электронным устройством. Напряжение на потенциометре U2 измеряется цифровым трехразрядным мультиметром. Обеспечивается при данном измерении требование, чтобы его относительная погрешность δ не превышала 2,5%, если напряжение источника U1 задается равным 12 В, а регулировкой потенциометра меняют соотношение U2/U1 в пределах от 1/3 до 1/2?
4.7. Показания амперметра при измерении тока через нагрузку составили: I(мА)=135; 125; 140; 140; 135; 120; 125. Нагрузка представляет собой резистор типа МЛТ-2 номиналом 220 Ом. Точность воспроизведения номинала составляет ±10%. Рассчитайте среднее значение мощности в нагрузке, относительную и абсолютную погрешности ее измерения.
4.8. По данным задачи 4.7 рассчитайте среднее значение напряжения на нагрузке, относительную и абсолютную погрешности его измерения косвенным методом с учетом того, что ток измерялся цифровым трехразрядным мультиметром.
4.9. Измерения напряжения Uн на нагрузке Rн подключенной к выходу источника напряжения, составили: Uн1=15±0,25 В при Rн1=30±0,2 Ом; Uн2=25±0,25 В при Rн2=60±0,2 Ом. Определите внутреннее сопротивление источника напряжения Ri и напряжение холостого хода Uxx.
4.10. Измерение сопротивлений резисторов одного типономинала дало следующие результаты: Ri(кОм)=14,4; 14,7; 14,5; 14,9; 14,7; 14,5; 14,2; 14,8; 14,6; 14,2; 14,5; 14,4; 14,8; 14,1; 14,3. Рассчитайте среднее значение сопротивления, дисперсию, среднеквадратическое отклонение, среднеквадратическую погрешность среднего арифметического для всей серии измерений и для первых десяти значений. Сравните рассчитанные параметры между собой. Считая значения Ri распределенными по нормальному закону, определите вероятность нахождения Ri в интервале 14,3... 14,7 кОм.
4.11. В двух сериях измерений постоянного напряжения получены следующие результаты:
U1 (мВ)=510; 530; 550; 570; 590.
U2 (мВ)=510; 510; 550; 530; 570; 510; 590; 550; 570; 590.
Результат какой серии измерений более достоверен?
4.12. Измеряемые значения сопротивления распределены по нормальному закону, причем в интервал 150…190 Ом попадает 95,5% измеренных значений. С какой вероятностью измеренное значение попадает в пятипроцентный интервал от среднего значения 170 Ом? Как изменилась бы вероятность в случае треугольного распределения?
4.13. Коэффициент мощности в нагрузке был измерен четырьмя приборами. Первый измеритель коэффициента мощности со значением класса точности К1=1,5 дал результат Кр1=0,97. Второй измеритель с классом точности К2=2,5 показал Кр2=0,96. Показания третьего и четвертого приборов с классами точности К3=2,0 и К4=4,0 составили соответственно: Кр3=0,96 и Кр4=0,975. Рассчитайте среднее значение коэффициента мощности в нагрузке.
4.14. При прохождении сигнала через радиотехническое устройство он трижды последовательно усиливается по напряжению и подвергается полосовой частотной фильтрации, приводящей к снижению мощности. Запишите значения коэффициентов передачи по напряжению и мощности радиотехнического устройства в целом, если значения коэффициентов усиления по напряжению равны 14, 6,3 и 9 дБ, а в результате фильтрации мощность уменьшается в 3,1, 2,2 и 1,4 раза?
4.15. Запишите результаты многократных прямых измерений, округлив средние значения:
а) 
; 
;
б) 
; 
;
в) 
; 
;
г) 
; 
.
4.16. При измерении емкости резонансным методом измеренное значение резонансной частоты 645,16±0,01 кГц. Индуктивность катушки резонансного контура составила 130±0,1мкГн. С какой точностью должно быть записано число p в расчетной формуле?
4.17. Определите коэффициент амплитуды и коэффициент формы периодического сигнала (рис. 5):
 |
Рис. 5.
4.18. Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов со скважностью Q = 2 (меандр) был измерен селективным вольтметром. Результаты измерений представлены в таблице:
| Частота, кГц | 23,5 | 47,5 | 70,5 | 91,5 | 135,5 | 185,5 | |||
| Амплитуда, мкВ | 70,5 | 50,5 | 42,5 |
Определите амплитуду и частоту сигнала.
4.19. Как зависит погрешность измерения периода сигнала цифровым частотомером от длительности меток времени? Объясните эту зависимость.
4.20. С какой целью проводятся измерения коэффициента мощности в цепях питания?
4.21. Что является объектами технического регулирования?
4.22. За что несут ответственность изготовители (продавцы) продукции (исполнители услуг) и органы государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов и их должностные лица?
4.23. Каким образом стандартизация служит научно-техническому прогрессу? Какие числовые ряды используются в стандартах?
4.24. Как организована работа МЭК?
4.25. Какие документы и обозначения свидетельствуют об успешном прохождении сертификации?
Вариант №5
5.1. Предел шкалы аналогового амперметра Iпр=5 А. Каким будет относительная и абсолютная погрешности однократного измерения тока I=1,5 А, если класс точности амперметра КА=1,5? Каким должен быть класс точности амперметра, чтобы относительная погрешность измерения не превышала 1%?
5.2. Какие из чисел: 3,25; 1,25; 2,5; 22,5; 12,5; 25; 250; 0,0025; 0,25; 0,225; 0,2; 20; 0,222; 1,2; 40; 45; 0,4; 0,45; 3; 0,3; 6; 8; 10; 60; 0; 1; 0,6, не могут использоваться как значение класса точности?
5.3. Сопротивление нагрузки Rн=1,1 кОм. Каковы должны быть сопротивления амперметра RАmax и вольтметра Rvmin, чтобы при измерении этого сопротивления методом амперметра-вольтметра (рис. 3) ошибка измерения за счет влияния приборов на ток и напряжение в цепи не превысила 0,2 %?
5.4. Сопротивление рамки магнитоэлектрического измерительного преобразователя R0=45 Ом. Ток, вызывающий отношение стрелки на всю шкалу, равен 100 мкА. Нарисуйте схему ампервольтметра на основе данного измерительного механизма с пределами измерения тока Iпр=100 мА и напряжения Uпр=50 В. Рассчитайте величины относительных погрешностей измерения напряжения dV и тока dA за счет влияния прибора на напряжение и ток в нагрузке с сопротивлением 2 кОм. При каком сопротивлении нагрузки будет достигнуто минимальное значение dV + dA?
5.5. Как изменится погрешность измерения сопротивления, если амперметр в схеме на рис. 3 включить между точками 1 и 2? За сопротивление амперметра и вольтметра принять результаты решения задачи 5.3. Какое сопротивление нагрузки обеспечит минимальное значе
|
|
|
