Контрольная по метрологии БГУИР

Контрольная по Метрологии, стандартизации и сертификации для студ. спец. 1-45 01 03 «Сети телекоммуникаций»

Методические указания  (А. П. Белошицкий, С. В. Ляльков, О. И. Минченок. — Минск : БГУИР, 2008. -32 с)

Вариант

Задача 1

Необходимо определить предел абсолютной и относительной погрешности измерения тока, ……..езультат измерения I = X1 мА, миллиамперметр с нулем в начале шкалы, класс точности g1, предел A1 мА.
I = X1 = 282 мA,
g1 = 2.5 ,
A1 = 300 мA.

Задача 6
Необходимо оценить инструментальные погрешности измерения тока двумя магнитоэлектрическими амперметрами …….. ли показания I1 = Х1 мА и I2 = Х2 мА исправных приборов отличаться так, как задано в условии. Приборы имеют нули в начале шкалы и пределы измерения А1 и А2 мА.

I1 = 19 мA,
g1 = 0.5 ,
A1 = 50 мA,
I2 = 18.2 мA,
g2 = 1 ,
A2 = 20 мA.

Задача 8
Необходимо для измерения напряжения U выбрать магнитоэлектрический вольтметр со стандартными пределами измерения и классом точности, …….
Напряжение U = Q1 В, допустимое предельное отклонение результата D1 В.

U = 18 В,
D = ± 0.3 В.

Задача 13
Необходимо определить доверительные границы суммарной погрешности
результата измерения и записать его по МИ 1317-86 или ГОСТ 8.207-76. При
расчетах полагать, что случайные погрешности ………
– среднее арифметическое значение этого напряжения U = X = 20.92 В;
– среднее квадратическое отклонение среднего арифметического ˆsU = ˆsX = 1.20 В;
– границы неисключенных остатков двух составляющих систематической
погрешности DC1 = 1.56 В и DC2 = 0.62 В.
Доверительная вероятность равна Pд = 0.95.

Задача 17
Необходимо, воспользовавшись результатами обработки прямых измерений, продолжить обработку результатов косвенного измерения и, оценив его ………При обработке принять U = X1В; I = X2 мА; ˆsU = sˆ X1 В;
IX2
s=ˆ ˆ sмА; Rˆ UI = Rˆ 12.
n = 13
1
=UX = 17.3 В
2
=IX = 5.36 мA
1
UX
s=ˆ ˆ s = 0.22 В
2
IX
s=ˆ ˆ s = 0.43 мА
IU12
=ˆR Rˆ = 0
Pд = 0.95

Задача 24

На основе МЭИМ с внутренним сопротивлением Ri, ценой деления Ci и шкалой с N
делениями необходимо создать ……..
Исходные данные:
Ri = 0.13 кОм
Ci = 5 мкА/дел
N = 100 дел
Ia = 4 мА
Uv = 2 В

Задача 27
В процессе измерения тока в цепи (см. рисунок) получен результат Ix. Определить
методическую погрешность измерения и действительное значение тока I.

RA = 43.8 Ом
Ix = 31.6 мА
Rн1 = 150 Ом

Задача 31
Необходимо определить амплитудное Um, среднее квадратическое Uск и средневыпрямленное UСВ значения напряжения, поданного на вход …… ….Сигнал синусоидальной формы после мостового выпрямителя имеет Ка = 1.41 и Кф = 1.11. Подан в положительной полярности на вход вольтметра с классом
точности 2.0.
U = 61 В.

Задача 43
Определить частоту синусоидального сигнала, поданного на вход Y
электронного осциллографа, если на вход Х подан ……..
fX = f1 = 0,2 кГц
Определить fУ.

Задача 52
Необходимо по типу измеряемого элемента выбрать схему моста, записать для
нее условие равновесия, ……….
Дано:
f = 1 кГц
R2 = 330 Ом
R3 = 1.5 кОм
R4 = 2.7 кОм
C3 = 47 нФ
Конденсатор с малыми потерями, прямой отсчёт Сx, tgdX

Раздел 1 ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ

Тема 1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРЕНИЯХ.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Краткий исторический обзор развития метрологии и измерительной техники. Роль измерений в науке, технике и промышленности республики. Значение дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» в подготовке инженеров по телекоммуникациям.

Основные термины и определения в области метрологии: метрология, физические величины и их единицы, измерения и их виды, принципы и методы измерений, погрешности измерений и их разновидности, средства измерений и их общая классификация, погрешности средств измерений.

[1, с. 7-17, или 2, с. 5-17, или 4, с. 6-13, 60-63].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В процессе изучения темы необходимо ознакомиться с историей развития измерительной техники, получить четкое представление о роли и значении измерений в науке, технике и промышленной деятельности, обратить внимание на опережающий характер развития метрологии и измерительной техники.

Следует обратить особое внимание на классификацию средств измерений (СИ) и их погрешностей, получить четкое представление об основных терминах и определениях в области метрологии и измерений.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1 Почему измерения играют важную роль во всех областях науки, техники и производства? 2 В чем состоят основные задачи метрологии? 3 Дайте определения основным понятиям в области метрологии: измерение, физическая величина, значение физической величины, единица физической величины, погрешность измерения, СИ, мера, измерительный прибор, измерительный преобразователь, эталон, метод измерения. 4 Перечислите основные составляющие погрешности результата измерений. 5 Что такое класс точности СИ? 6 Приведите классификацию СИ.

Тема 1.2 СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ

Классификация систематических погрешностей. Способы обнаружения и оценки систематических погрешностей. Способы уменьшения систематических погрешностей. Суммирование неисключенных остатков систематических погрешностей.

[1, с. 17-19, или 2, с. 17- 20, или 4, с. 63].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При изучении темы особое внимание следует обратить на причины возникновения систематических погрешностей, их классификацию, способы оценки и уменьшения этих погрешностей, а также усвоить правила суммирования неисключенных систематических погрешностей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 Перечислите основные признаки, по которым классифицируются систематические погрешности. 2 Приведите примеры источников систематических погрешностей. 3 Какие существуют способы обнаружения и оценки систематических погрешностей? 4 Перечислите способы уменьшения систематических погрешностей. 5 Сформулируйте правила суммирования систематических погрешностей.

Тема 1.3 СЛУЧАЙНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Математическое описание случайных погрешностей и их вероятностные характеристики. Точечная и интервальная оценки случайных погрешностей прямых равноточных измерений. Критерий грубых погрешностей. Оценка случайных погрешностей косвенных измерений. Критерий ничтожных погрешностей.

Обработка результатов многократных наблюдений при прямых и косвенных измерениях. Оценка суммарной погрешности результата измерения. Оценка погрешности измерения с однократными наблюдениями. Показатели точности и формы представления результатов измерений. [1, с. 20-36, или 2, с. 20-32, или 4, с. 64-84, 5, с. 10-39].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При изучении материала темы следует прежде всего познакомиться с математическим описанием случайных погрешностей (среднее арифметическое дисперсия, случайное отклонение, среднее квадратическое отклонение) и обратить внимание на основные теоретические положения и алгоритмы обработки результатов многократных прямых равноточных измерений. Следует четко представлять особенности оценки случайных погрешностей результатов косвенных измерений. Необходимо хорошо знать правила определения суммарной погрешности и формы представления результатов измерений в соответствии с МИ 1317-86 и ГОСТ 8.207-76. Обратить внимание на особенности оценки погрешности измерения с однократными наблюдениями.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 Что является оценкой случайной погрешности? 2 При каких условиях оценка случайной погрешности является достоверной, несмещенной и эффективной? 3 Приведите основные положения теории вероятностей, используемые при оценке случайных погрешностей. 4 Как оценивается

7

случайная погрешность результатов прямых измерений? Приведите необходимые математические соотношения. 5 Опишите алгоритмы обработки результатов прямых равноточных измерений и измерений с однократными наблюдениями. В чем их основные различия? 6 Поясните суть критерия грубых погрешностей. 7 Дайте определение коэффициента корреляции и поясните его физический смысл. 8 Дайте определение частной погрешности косвенного измерения и поясните ее физический смысл. 9 Опишите алгоритм обработки результатов косвенных измерений. 10 Поясните сущность критерия ничтожных погрешностей, его практическое значение. Приведите примеры его применения.

Тема 1.4 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ Основные положения метрологического обеспечения. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая служба Республики Беларусь, ее структура и основные задачи. Международные метрологические организации.

Эталоны единиц физических величин. Передача размера единиц электрических величин. Поверочные схемы. [1,с. 36-45 или 4, с. 10-20].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При изучении данной темы необходимо хорошо усвоить основные определения, относящиеся к метрологическому обеспечению (научная, техническая и организационная основы метрологического обеспечения), изучить состав, структуру и основные задачи метрологической службы Республики Беларусь. Основное внимание необходимо обратить на систему передачи единиц электрических величин. Иметь представление об эталонах единиц основных физических величин.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 Дайте определение основным терминам и определениям в области метрологического обеспечения: метрологическое обеспечение, метрологический надзор, поверка, метрологическая ревизия, метрологическая экспертиза. 2 Какие метрологические органы входят в состав метрологической службы? 3 Что понимается под терминами «метрологическое обеспечение» и «единство измерений»? 4 Каким образом осуществляется передача размера единиц электрических величин от эталонов к рабочим средствам измерений? Приведите пример поверочной схемы. 5 Что представляют собой эталоны основных и производных единиц электрических величин?

Раздел 2 ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Тема 2.1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЙ

Классификация СИ электрических величин и принятая система их обозначений. Технические и метрологические характеристики СИ электрических величин. Нормирование метрологических характеристик, классы точности. Общие требования к СИ электрических величин. Общие структурные 8 схемы радиоизмерительных приборов прямого преобразования и сравнения, их краткая характеристика.

[1, с. 46-57, или 2, с. 32-36, или 4, с. 21-42, или 5, с. 4-9].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении материала темы необходимо прежде всего ознакомиться с основными определениями и классификационными признаками, изучить классификацию СИ по этим признакам, четко уяснить, что представляет собой каждый вид электрорадиоизмерительных приборов. Затем следует изучить основные технические и метрологические характеристики СИ. При изучении общих структурных схем СИ следует обратить внимание на общие структурные элементы, твердо уяснить их назначение и уметь выделять их в структурных схемах конкретных типов СИ.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1 Определите квалификационные признаки СИ на примере конкретного типа радиоизмерительного прибора (например, В2-37, С1-48, СКЗ-26 и др.). 2 Перечислите общие требования, предъявляемые к СИ электрических величин. В чем состоит различие между техническими и метрологическими характеристиками СИ? 3 Как производится нормирование метрологических характеристик СИ? 4 Перечислите метрологические характеристики СИ и дайте им определение. 5 Приведите обобщенную структурную схему СИ прямого преобразования и поясните назначение ее основных элементов. 6 Приведите обобщенную структурную схему приборов сравнения и поясните назначение основных элементов. 7 Поясните различия в схемах построения приборов прямого преобразования и сравнения и сформулируйте их основные достоинства и недостатки.

Тема 2.2 ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Измеряемые параметры тока и напряжения. Классификация методов и приборов для измерения тока и напряжения.

Измерение тока и напряжения электромеханическими приборами. Общие сведения об электромеханических приборах и их классификация по способу преобразования электромагнитной энергии в механическую. Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические приборы. Принцип работы, устройство, область применения и основные характеристики магнитоэлектрических приборов.

Измерение тока и напряжения на радиочастотах. Выпрямительные и термоэлектрические амперметры. Принцип работы, область применения и основные характеристики.

Измерение напряжения электронными аналоговыми вольтметрами. Аналоговые вольтметры прямого преобразования. Типовые структурные схемы и основные функциональные узлы аналоговых вольтметров. Зависимость показаний вольтметров от формы кривой измеряемого напряжения.

Измерение напряжения электронными цифровыми вольтметрами. Общие сведения о цифровых измерительных приборах и классификация цифровых вольтметров. Цифровые вольтметры постоянного тока, реализующие время- импульсный, частотно-импульсный и кодоимпульсный методы аналого- цифрового преобразования. Цифровые вольтметры переменного тока. Универсальные цифровые вольтметры и мультиметры. Основные узлы цифровых вольтметров.

[1, с. 60-100, или 2, с. 152-208, или 4, с. 43-49, 85-121, или 5, с. 4752].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ В начале изучения темы необходимо прежде всего обратить внимание на основные измеряемые параметры и классификацию методов и приборов для измерения тока и напряжения. Затем при изучении материала по электромеханическим приборам нужно получить четкое представление о способах преобразования электромагнитной энергии в механическую и реализации этих способов в конкретных типах измерительных механизмов. Необходимо также обратить внимание на общие принципы, характеристики и узлы измерительных механизмов, способы создания противодействующего момента и момента успокоения, области применения электромеханических приборов, изучить метрологические и эксплуатационные характеристики.

Далее следует перейти к изучению аналоговых электронных амперметров и вольтметров и рассматривать вопросы темы в последовательности их перечисления. Необходимо получить четкое представление о принципе действия, схемах построения и особенностях устройства аналоговых амперметров и аналоговых вольтметров прямого преобразования. Следует обратить внимание на схемы построения детекторов пикового, среднего квадратического и средневыпрямленного значений напряжений, иметь четкое представление о принципе их работы. В заключение изучения аналоговых электронных приборов следует достаточно подробно разобраться с зависимостью показаний вольтметров от формы кривой измеряемого напряжения, знать определение коэффициентов формы и амплитуды и их использование при определении неизвестных параметров напряжения.

Переходя к изучению способов измерения напряжения электронными цифровыми вольтметрами, в первую очередь, необходимо усвоить суть и основные этапы аналого-цифрового преобразования: дискретизацию измеряемого сигнала во времени, квантование по уровню и цифровое кодирование. Далее необходимо изучить основные узлы цифровых вольтметров (логические элементы, ключи, триггеры, счетчики, дешифраторы, знаковые индикаторы). Затем нужно разобраться с классификацией цифровых вольтметров и изучить конкретные их типы, реализующие различные методы аналого-цифрового преобразования измерительных сигналов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1 Приведите основные измеряемые параметры тока и напряжения и дайте их определения. 2 Приведите основные выражения, определяющие пиковое,

среднее квадратическое, средневыпрямленное и среднее значения напряжений. Как эти значения связаны между собой? 3 Перечислите возможные способы преобразования электромагнитной энергии в механическую, запишите уравнение преобразования. 4 Поясните, на чем основан принцип действия рассматриваемых в теме электромеханических приборов. 5 Какие способы создания противодействующего момента и момента успокоения вы знаете? Приведите примеры их практической реализации. 6 Как на основе электромеханических измерительных механизмов реализуются амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры? 7 В чем заключаются основные причины возникновения методической погрешности при измерении тока и напряжения амперметрами и вольтметрами? Укажите способы оценки методической погрешности и ее исключения из результата измерения. 8 Поясните принцип действия выпрямительных и термоэлектрических амперметров. 9 Каким образом осуществляется расширение пределов измерения электромеханических приборов? 10 Приведите обобщенную структурную схему электронного аналогового вольтметра. Поясните назначение основных элементов, входящих в ее состав. 11 Приведите структурные схемы электронных аналоговых вольтметров переменного тока. Укажите основные достоинства и недостатки рассмотренных схем. 12 Как зависят показания вольтметров с различными типами детекторов от формы кривой измеряемых напряжений? 13 Опишите процесс аналого-цифрового преобразования и охарактеризуйте его основные этапы: дискретизацию во времени, квантование по уровню, цифровое кодирование. Приведите их графическую интерпретацию. 14 Перечислите основные методы аналого-цифрового преобразования электрических сигналов. Дайте им краткую характеристику. 15 Приведите структурные схемы электронных цифровых вольтметров, реализующих различные методы аналого- цифрового преобразования. Поясните их принцип действия. 16 Каковы основные причины возникновения погрешностей измерения напряжений в аналоговых и цифровых вольтметрах?

Тема 2.3 ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ

Общие сведения (понятия мгновенной, средней, импульсной, полной, активной и реактивной мощности) и классификация методов и приборов для измерения мощности. Измерение мощности в цепях постоянного и переменного тока.

Измерение поглощаемой мощности на высоких и сверхвысоких частотах. Тепловые методы: болометрический (термисторный) и термоэлектрический. Электронные методы: метод вольтметра и метод с использованием «горячих» носителей тока.

Измерение проходящей мощности. Метод с использованием направленных ответвителей, метод поглощающей стенки, метод с использованием эффекта Холла и пондеромоторный метод.

[1, с. 110-128, или 2, с. 208-229, или 4, с. 121-144].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В начале изучения темы необходимо получить четкое представление об основных понятиях и классификации методов и приборов для измерения мощности. Далее вопросы темы целесообразно изучать в порядке их перечисления, обратив внимание на принцип преобразования электромагнитной энергии в другие виды энергии с помощью первичных измерительных преобразователей. Необходимо хорошо усвоить устройство и принцип действия таких преобразователей и получить четкое представление об измерительных цепях, обеспечивающих дальнейшее преобразование и регистрацию электрических сигналов, содержащих измерительную информацию. Следует также обратить внимание на методы измерения проходящей мощности с помощью ваттметров поглощаемой мощности. В заключение рассмотрения основных вопросов темы следует обратить внимание на источники погрешностей измерения мощности, а также на методы оценки погрешностей или их исключения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 Дайте определение понятиям средней, мгновенной, импульсной, полной, активной и реактивной мощности. 2 Перечислите основные источники погрешности измерения мощности в цепях постоянного и переменного токов с помощью ваттметра. 3 Какими факторами определяется рабочий диапазон частот ваттметров электромеханического типа? 4 Приведите обобщенные структурные схемы ваттметров поглощаемой и проходящей мощности. В чем заключаются особенности работы данных схем? 5 Поясните особенности термисторного и болометрического методов измерения мощности СВЧ. Укажите основные источники погрешностей измерения мощности ваттметрами, реализующими данные методы. 6 Укажите основное отличие термисторного метода измерения мощности СВЧ от термоэлектрического. 7 На основе какого физического явления работают измерители мощности, реализующие метод «горячих» носителей тока? 8 Каковы преимущества и недостатки пондеромоторного измерителя мощности? 9 Поясните принцип действия направленного ответвителя. Какие его параметры влияют на точность измерения проходящей мощности? 10 На чем основан принцип действия ваттметров проходящей мощности, реализующих метод поглощающей стенки, и метод на основе эффекта Холла?

Тема 2.4 ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ И ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ Общие сведения и классификация приборов для измерения частоты и интервалов времени. Принципы и методы измерений частотных и временных параметров в различных частотных диапазонах.

Резонансные частотомеры, принцип работы, устройство и область применения.

Цифровые частотомеры. Типовая структурная схема цифрового частотомера, основные режимы работы и параметры цифровых частотомеров. Частотомеры низких, высоких и сверхвысоких частот.

Измерение интервалов времени. Методы прямого преобразования и сравнения.

[1, с. 129-143, или 2, с. 104-142, или 4, с. 206-221, или 5, с. 53-57].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В начале изучения материала темы необходимо обратить внимание на основные измеряемые параметры и классификацию методов и приборов для измерения частоты и интервалов времени. При этом нужно четко представлять, в каком частотном диапазоне используются данные методы и приборы и почему. Основное внимание следует обратить на изучение принципа действия, структурных схем и основных источников погрешностей цифровых частотомеров и измерителей временных интервалов, а также способов расширения их частотных диапазонов. В заключение изучения темы необходимо рассмотреть измерители интервалов времени, реализующие методы прямого преобразования и сравнения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1 Приведите основные измеряемые параметры электрических сигналов. Дайте определение периоду и частоте сигналов. 2 Перечислите методы измерения частоты, укажите отличительные особенности и области применения каждого из них. 3 Приведите структурную схему резонансного частотомера, охарактеризуйте его основные узлы и источники возникновения погрешностей. 4 Приведите структурную схему цифрового частотомера и поясните принцип его работы. 5 Приведите структурную схему и поясните принцип работы цифрового измерителя интервалов времени. 6 Перечислите источники погрешностей цифровых измерителей частоты и интервалов времени и укажите пути их уменьшения. 7 Поясните, каким образом можно расширить пределы измерений и частотный диапазон цифровых измерителей частоты и интервалов времени.

Тема 2.5 ИЗМЕРЕНИЕ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ

Общие сведения и классификация методов и приборов для измерения фазовых сдвигов.

Метод суммы и разности напряжений.

Нулевой метод. Измерительные фазовращатели.

Метод преобразования фазового сдвига в интервал времени. Неинтегрирующие и интегрирующие цифровые фазометры.

[1, с. 144-159, или 2, с. 142-151, или 4, с. 221-231, или 5, с. 57-58].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В процессе изучения материала темы необходимо рассмотреть перечисленные методы измерения фазовых сдвигов, получить четкое представление о возможностях, способах реализации и области применения каждого из них. Особое внимание следует обратить на изучение принципов работы фазометров (особенно цифровых), способов расширения их частотного диапазона, а также особенностей измерительных фазовращателей в зависимости от используемого диапазона частот.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 Дайте определение фазовому сдвигу. 2 Перечислите возможные методы измерения фазовых сдвигов, приведите их сравнительную характеристику. 3 Приведите структурную схему и поясните принцип действия фазометра, реализующего метод суммы и разности напряжений. Укажите достоинства и недостатки данного метода. 4 Приведите структурную схему и поясните принцип работы фазометра, реализующего нулевой метод. 5 Какие измерительные фазовращатели применяются в различных частотных диапазонах? 6 Приведите структурные схемы фазометров, реализующих метод преобразования фазовых сдвигов во временной интервал. Поясните их принцип работы. 7 Каким образом может быть расширен частотный диапазон фазометров?

Тема 2.6 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Классификация приборов для измерения формы электрических сигналов. Электронно-лучевые осциллографы. Обобщенная структурная схема и основные параметры осциллографов. Универсальные осциллографы и их основные разновидности: одноканальные, многоканальные и многолучевые, многофункциональные и цифровые осциллографы. Скоростные, стробоскопические и запоминающие осциллографы. Осциллографические измерения и их автоматизация.

[1, с. 160-220, или 2, с. 54-105, 225-263, или 4, с. 166-206].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При изучении данной темы необходимо прежде всего получить четкое представление о способах формирования изображения на экране электронно­лучевой трубки. Затем, используя обобщенную структурную схему электронно­лучевого осциллографа, следует уяснить назначение всех его функциональных узлов, изучить систему параметров каналов осциллографа, применяемые виды разверток и синхронизации. После детального ознакомления с обобщенной структурной схемой осциллографа следует перейти к изучению универсальных осциллографов и их основных разновидностей, а также к рассмотрению скоростных, стробоскопических и запоминающих осциллографов. Следующим этапом является изучение способов применения осциллографа для измерения параметров электрических сигналов и автоматизации осциллографических измерений.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1 .Каким образом формируется изображение на экране электронно-лучевой трубки осциллографа? 2. Какими параметрами характеризуются каналы вертикального и горизонтального отклонения осциллографа? Дайте определение этим параметрам. 3. Сформулируйте условие синхронизации. Каким образом осуществляются внутренняя и внешняя синхронизации в осциллографе? В каких случаях используется режим синхронизации от сети?

4. Перечислите основные виды разверток, применяемых в осциллографе, и охарактеризуйте каждую из них. 5. В каких случаях применяется ждущая развертка? Дайте ее определение. 6. Приведите методики измерения различных параметров электрических сигналов с помощью осциллографа. В чем заключаются особенности измерения параметров импульсных сигналов с помощью осциллографа? 7. Приведите структурные схемы скоростного и стробоскопического осциллографов и поясните принцип их действия. 8. В чем заключаются особенности построения запоминающих осциллографов?

Тема 2.7 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Классификация измерительных генераторов. Обобщенная структурная схема и основные параметры измерительных генераторов.

Измерительные генераторы гармонических сигналов. Низкочастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы.                                                   Генераторы

качающейся частоты. Синтезаторы частоты.

Измерительные генераторы импульсов и сигналов специальной формы. Генераторы шумовых сигналов.

[1, с. 230-241, или 2, с. 239-403, или 4, с. 144-165].

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении данной темы необходимо хорошо разобраться с классификацией, номенклатурой параметров и основными требованиями, предъявляемыми к измерительным генераторам. Далее необходимо изучить обобщенную структурную схему измерительных генераторов и назначение ее функциональных узлов. После этого вопросы темы целесообразно изучать в порядке их перечисления, обращая основное внимание на отличительные особенности построения измерительных генераторов в зависимости от диапазона рабочих частот, формы и спектра вырабатываемых ими сигналов, области их применения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1 Укажите основные признаки, по которым производится классификация измерительных генераторов. Приведите классификацию измерительных генераторов. 2 Перечислите основные параметры измерительных генераторов. 3 Приведите обобщенную структурную схему измерительного генератора и поясните назначение его функциональных узлов. 4 Приведите структурные схемы НЧ, ВЧ и СВЧ генераторов, укажите их основные отличительные особенности. 5 Какие основные принципы положены в основу создания синтезаторов частоты? Приведите структурные схемы синтезаторов частоты и перечислите их основные характеристики. 6 Перечислите основные способы, положенные в основу построения генераторов качающейся частоты. Каким образом эти способы реализуются в конкретных схемах построения генераторов качающейся частоты? 7 Поясните особенности построения генераторов импульсов и сигналов специальной формы. 8 Приведите структурную схему генератора шумовых сигналов и укажите ее отличительные особенности по сравнению с обобщенной схемой измерительных генераторов.

Раздел 3 ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ

И СТАНДАРТИЗАЦИИ

Основные цели и задачи технического нормирования и стандартизации. Основные термины и определения: техническое нормирование; стандартизация; объект технического нормирования, стандартизации; виды ТНПА; требования к ТНПА. Разновидности стандартизации: международная, государственная, отраслевая.

Система технического нормирования и стандартизации. Органы и службы стандартизации, их задачи и функции. Государственный надзор за соблюдением технических регламентов.

Методические основы стандартизации. Система предпочтительных чисел, основные методы стандартизации.

Международная стандартизация.

[4, с. 383-412, или 5, с. 73-78], или www.gosstandart.gov.by, или www.belgiss.org.by, или www.belgim.by.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении материала раздела необходимо прежде всего уяснить цели и задачи технического нормирования и стандартизации, роль стандартизации и ее участие во всех сферах жизнедеятельности общества, получить четкое представление об основных терминах и определениях в области технического нормирования и стандартизации.

Следует обратить внимание на основные функции органов и служб стандартизации. Следует четко представлять, что является объектом технического нормирования и стандартизации, какие виды технических нормативных правовых актов (ТНПА) действуют в республике. Необходимо уяснить формы осуществления государственного надзора за соблюдением технических регламентов (TP), кто его осуществляет, меры ответственности за несоблюдение требований TP и других ТНПА.

Следует обратить особое внимание на основные методы стандартизации и направления работ, их значение в повышении эффективности производства и улучшении качества продукции и услуг.

Необходимо знать основные системы ТНПА, в том числе и международные, представлять значение международной стандартизации для развития отечественной стандартизации, экономических и культурных связей между странами.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Почему стандартизация играет важную роль во всех областях науки, техники и производства? 2. В чем состоят основные цели и принципы технического нормирования и стандартизации? 3. Дайте определение основным понятиям в области стандартизации. 4. Перечислите органы и службы стандартизации, в чем состоят их основные функции? 5. Что является объектом технического нормирования и стандартизации? Какие виды ТНПА действуют в республике? 6. Что собой представляет система предпочтительных чисел? Какие вы знаете параметрические ряды и их разновидности, где они применяются? 7. Перечислите основные методы стандартизации и дайте их краткую характеристику. 8. Охарактеризуйте основные направления работ по стандартизации. 9. Перечислите основные системы ТНПА, действующих в отрасли связи. 10. Какова роль международной стандартизации и какие существуют основные международные организации по стандартизации?

Раздел 4 ОСНОВЫ ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ

Основные цели и принципы оценки соответствия. Понятие качества продукции. Основные показатели качества. Методы измерения качества.

Национальная система подтверждения соответствия РБ (НСПС РБ). Организационная структура системы и ее основные функции.

Схемы сертификации продукции. Порядок проведения сертификации продукции и СМК. Основные документы по сертификации продукции.

[6] или www, gosstandart. gov.by, или www.belgiss.org.by, или www.belgim.by.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В процессе изучения материала раздела необходимо ознакомиться с основными целями и задачами оценки соответствия, уяснить основные понятия данной области. Особое внимание следует уделить набору показателей качества и методам их измерения.

Следует обратить внимание на функции органов НСПС РБ. Необходимо уяснить, что является объектом оценки соответствия, и какие документы об оценке соответствия действуют в республике.

Основное внимание следует обратить на порядок проведения сертификации продукции и систем менеджмента качества (СМК).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Сущность оценки соответствия, ее основные цели и принципы. 2. Дайте определение основным понятиям в области оценки соответствия: оценка соответствия, аккредитация, подтверждение соответствия, форма подтверждения соответствия, схема подтверждения соответствия, НСПС РБ, сертификат соответствия. 3. Перечислите и охарактеризуйте основные показатели качества. 4. Как измеряется качество? 5. Основные положения НСПС РБ. 6. Перечислите органы по сертификации, в чем состоят их основные функции? 7. Что является объектом оценки соответствия? 8. Какие основные документы об оценке соответствия действуют в республике? 9. Какие существуют схемы сертификации продукции? 10. Каков порядок проведения сертификации продукции?

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Выполнение контрольных заданий является одной из важнейших частей самостоятельной работы студентов. Оно способствует успешному усвоению материала, приобретению практических навыков подготовки к измерениям, обработке и оформлению результатов, облегчает подготовку к зачету по дисциплине. Поэтому выполнению контрольных заданий должно быть уделено большое внимание. Для более детальной проработки вопросов дисциплины рекомендуется также решить другие задачи, не вошедшие в индивидуальное задание.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Контрольное задание состоит из 10 задач и охватывает разделы 1-4. Номера задач, подлежащих включению в индивидуальные задания, определяются по двум последним цифрам шифра студента. Номер варианта соответствует последней цифре шифра. Задачи не своего варианта или задания не засчитываются, а работа возвращается студенту без проверки.

Приступать к решению задачи следует только после полной проработки соответствующей и предыдущих тем. Условия должны быть записаны в тетради с контрольными решениями полностью. Решения и ответы на поставленные вопросы должны быть обоснованными и по возможности краткими, содержать необходимый иллюстративный материал (схемы, чертежи, графики) и выполняться в строгом соответствии с действующими стандартами.

Задачи следует решать в общем виде и только затем подставлять числовые значения в стандартных единицах физических величин. Недостающие данные (если это необходимо) следует задавать самим в общем виде или в пределах реальных значений. Обязательно следует приводить пояснения хода решения. Задачи, представленные без пояснений, могут быть не зачтены. Окончательные результаты измерений должны быть представлены в соответствии с МИ 1317-86 или ГОСТ 8.207-76 с указанием размерности физической величины. Решения задач должны заканчиваться четко сформулированными выводами. При решении задач с большим объемом вычислений рекомендуется использовать ПЭВМ. Программу следует составлять на языке высокого уровня, а ее распечатку приложить к контрольной работе. При этом следует предусмотреть вывод на печать основных результатов промежуточных и окончательных вычислений, а также дать пояснения к алгоритму и привести основные расчетные соотношения.

Контрольное задание должно выполняться в отдельной тетради, на обложке которой должно быть указано наименование учебной дисциплины, фамилия и инициалы студента, номер шифра и группа. Если студент желает, чтобы проверенное задание было выслано ему почтой, следует указать почтовый адрес и индекс отделения связи.

ЗАДАЧИ

В задачах 1-4 необходимо определить предел абсолютной и относительной погрешности измерения тока или напряжения, если измерения проводились магнитоэлектрическим прибором с классом точности у и пределом измерения А (таблица 1).

Таблица 1 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ai 100 250 25 100 75 50 300 75 30 50 А2 150 200 10 75 25 20 500 100 15 30 YI 2,5 1,0 2,5 4,0 0,2 0,5 2,5 1,5 ОД 2,0 У2 2,0 0,5 4,0 5,0 1,5 1,0 1,5 2,0 0,25 4,0 XI 72 185 7,8 76 21,5 19 282 65 12,8 27,5 Х2 79 180 8,6 70 20,1 18,2 270 63 12,7 25,8

1. Результат измерения I = Xi мА, миллиамперметр с нулем в начале шкалы, класс точности уь предел Ai мА.
2. Результат измерения I = Xi мА, миллиамперметр с нулем в середине шкалы, класс точности yi, предел ±Ai мА.
3. Результат измерения U = Х2 В, вольтметр с нулем в начале шкалы, класс точности у2, предел А2 В.
4. Результат измерения U = Х2 В, вольтметр с нулем в середине шкалы, класс точности у2, предел ±Аг В.

В задачах 5-6 необходимо оценить инструментальные погрешности измерения тока двумя магнитоэлектрическими амперметрами с классами точности yi и у2 и указать, какой из результатов получен с большей точностью, а также могут ли показания Ii = Xi мА и I2 = Х2 мА исправных приборов отличаться так, как задано в условии (см. таблицу 1).

5. Приборы имеют нули в начале шкалы и пределы измерения Ai и А2 мА.
6. Приборы имеют нули в середине шкалы и пределы измерения ±Ai и ±А₂ мА.

В задачах 7-10 необходимо для измерения напряжения U или тока I выбрать магнитоэлектрический вольтметр или амперметр со стандартными пределами измерения и классом точности, при условии, что полученный с помощью выбранного прибора результат измерения напряжения или тока должен отличаться от истинного значения Q не более, чем на А (таблица 2). Необходимо также обосновать выбор предела.

7. Напряжение U = Qi В, допустимое предельное отклонение результата Ai В.
8. Ток I = Q2 мА, допустимое предельное отклонение результата Ai мА.
9. Напряжение U = Qi В, допустимое предельное отклонение результата А2В.

Таблица 2 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Qi 147 85 49 56 21 190 18 40 120 12,5 Q2 43 190 36 170 8,5 570 69 23 14 195 ±Ai 0,7 1,8 0,8 2,0 0,3 9,0 0,3 0,4 3,5 0,5 ±А2 0,9 1,4 1,2 1,2 0,12 4,3 0,09 0,18 0,55 0,28

10. Ток 1= Q2 мА, допустимое предельное отклонение результата Д2 мА.
11. Обработать ряд наблюдений, полученный в процессе многократных прямых измерений физической величины (ФВ), и оценить случайную погрешность измерений, считая результаты исправленными и равноточными. Результат измерения представить по одной из форм МИ 1317-86 или ГОСТ 8.207-76. Вид ФВ, ее размерность, число наблюдений N, первый элемент выборки ряда J взять из таблицы 3 по предпоследней цифре шифра, номер ряда взять из таблицы 4 по последней цифре шифра. Доверительную вероятность

принять Р_д = = 0,95 для четных вариантов (включая 0), Р_д = 0,99 — для нечетных. Например, для шифра с последними цифрами 27 следует выбрать из таблицы 3: частота, кГц, N = 30;J = 6. Из таблицы 4 взять 7-й ряд и выбрать из него 30 членов (с 6 по 35 включительно). Доверительную вероятность принять

Р_д = 0,99.

Таблица 3 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ФВ I и f R W t эдс 1 С L Размерность мкА мкВ кГц кОм мВт мс мВ мм нФ мГн N 20 15 30 35 25 19 24 25 18 32 J 1 10 6 1 10 15 5 1 10 4 Примечание — Приняты следующие обозначения: I — ток, R — сопротивление, W — мощность, t — время, 1 — длина, С — ем] J — напряжение, f- частота, кость, L — индуктивность

При решении задач 12-15 необходимо определить доверительные границы суммарной погрешности результата измерения и записать его в соответствии МИ 1317-86 или ГОСТ 8.207-76. Значение доверительной вероятности принять

для четных вариантов Р_д= 0,95 (включая 0) и Р_д = 0,99 — для нечетных. При расчетах полагать, что случайные погрешности распределены по нормальному закону, а число наблюдений существенно больше 30. Данные, необходимые для решения задач, взять из таблицы 5.

12. В процессе обработки результатов прямых измерений напряжения определено (все значения в вольтах): среднее арифметическое значение этого напряжения U = X, среднее квадратическое отклонение среднего арифметического а_г = а^, границы неисключенных остатков двух составляющих систематической погрешности А_С1и Д_С2.
    13. В процессе обработки результатов прямых измерений силы тока I определено (все значения в миллиамперах): среднее арифметическое I = X; среднее квадратическое отклонение среднего арифметического g_t = а^; границы неисключенных остатков трех составляющих систематической погрешности Д_С1, Д_С2 и А_сз.
    14. В процессе обработки результатов прямых измерений сопротивления R определено (все значения в килоомах): среднее арифметическое R = X; границы неисключенных остатков трех составляющих систематической погрешности Д_С1, Д_С2 и Д_сз. Случайная погрешность пренебрежимо мала.
    15. В процессе обработки результатов прямых измерений емкости конденсатора С определено (все значения в нанофарадах): среднее арифметическое С = X; среднее квадратическое отклонение среднего арифметического = ; границы неисключенных остатков двух

составляющих систематической погрешности Д_сз и Д_С4.

В задачах 16-19 необходимо, воспользовавшись результатами обработки прямых измерений, продолжить обработку результатов косвенного измерения и, оценив его случайную погрешность, записать результат по ГОСТ 8.207-76 или МИ 1317-86. Данные, необходимые для решения задач, взять из таблицы 6.

Таблица 4 J Б омер ряда наблюдений (последняя цифра шифра} 0 1 2 3 4 1 16,0065 22,0123 10,3623 49,7928 35,9204 2 15,7881 22,9939 10,2493 47,9739 36,9163 3 15,6774 22,2742 10,4923 47,9254 36,2775 4 16,0797 23,0254 10,3137 49,1514 36,1006 5 16,2531 22,3024 10,3183 49,3718 36,7542 6 16,1125 22,0120 10,4059 48,0822 36,6596 7 15,6624 22,8651 10,6294 49,1950 36,1744 8 16,0556 22,3795 10,2650 48,4626 36,2023 9 16,1915 22,7172 10,3024 49,5655 35,6021 10 16,1031 22,8255 10,2688 49,7933 35,5462 11 16,1762 22,4244 10,6268 48,8541 36,5920 12 15,6497 20,0291 10,7516 47,9618 36,4078 13 15,7332 22,7570 10,3913 48,0356 36,9107 14 16,0375 22,3292 10,3496 47,9949 36,1876 15 14,8296 22,9448 10,2725 49,7925 36,6934 16 16,2142 22,0760 10,2539 49,7869 35,6774 17 15,7891 23,0105 10,3990 49,5183 35,7912 18 15,6471 22,0643 10,2790 49,7603 36,4033 19 16,2576 23,0317 10,5937 49,6780 36,3126

20	15,6675	22,8951	10,7457	49,6591	36,4941
21	16,2032	22,0419	10,3457	49,0117	35,6285
22	15,6557	22,0591	10,6968	48,3095	35,9551
23	15,6820	22,0037	10,2640	47,9303	35,7093
24	15,7611	22,0317	10,4506	48,2104	35,9808
25	16,0905	22,8747	10,3961	49,7760	35,7190
26	16,0691	22,0285	10,4081	47,9673	34,0623
27	15,6331	22,0954	10,6238	45,5625	36,0152
28	15,6937	22,0016	9,6276	49,4889	35,6716
29	15,9504	22,2415	10,2670	49,2162	36,6773
30	16,2524	22,7934	10,3424	49,7757	36,5373
31	15,6513	22,9755	10,6293	48,0032	35,6845
32	16,1298	22,2265	10,7522	48,1368	35,5179
33	16,0551	22,2543	10,5381	48,2398	35,9262
34	16,2529	22,6592	10,6926	49,0547	35,6236
35	16,1402	22,7873	10,4024	49,1183	36,9338
Продолжение таблицы 4
J	Номер ряда наблюдений (последняя цифра шифра)
	5	6	7	8	9
1	12,7416	28,1918	38,4404	17,5151	13,4250
2	12,8033	27,0238	38,5394	17,3831	13,6387
3	12,3574	28,2393	38,1955	17,2690	13,5889
4	12,7938	27,1120	38,1271	17,3792	13,7126
5	12,5663	26,8403	37,9341	18,1100	13,4818
6	12,7133	28,0320	38,0902	17,5170	14,1668
7	12,9213	29,9967	38,5348	18,1059	13,5771
8	12,7064	27,5508	38,2339	17,3931	13,4729
9	12,7432	26,7104	38,4842	17,8772	13,6735
10	12,7428	26,9868	38,0486	17,2714	13,4710
11	13,5213	27,0866	38,4781	19,2087	13,4971
12	12,8330	26,9129	37,9250	17,2570	13,7178
13	12,8214	26,6548	38,1662	17,3044	13,6937
14	13,3946	26,9626	38,0371	17,5808	13,6149
15	13,4483	26,6438	37,8539	17,2839	13,5516
16	12,5995	26,6523	38,0422	18,0627	13,0627
17	12,8412	26,6223	37,8655	17,2912	13,4723
18	12,8082	26,9044	38,0462	18,0420	13,7356
19	13,2607	26,6086	37,8203	17,3481	13,6109
20	12,8592	28,2372	38,1242	17,2767	13,4160
21	13,4198	27,0463	38,5117	17,8749	13,4706
22	12,7251	26,8789	38,1768	17,2979	13,4409
23	12,8300	26,6435	39,3839	17,9177	13,5433
24	14,4618	26,6083	38,5401	17,4381	13,4298
25	14,5839	27,4319	38,3996	17,2971	13,4468
26	13,4515	28,1347	38,3125	17,2750	13,4825

27	13,2268	26,6294	38,5463	18,0703	13,4927
28	12,5570	26,9332	37,8538	17,3140	13,4329
29	12,7186	26,6284	37,8892	17,9669	13,5458
30	13,3361	27,0570	37,9422	17,3075	13,7324
31	13,2431	26,6138	37,8345	17,2814	13,7071
32	13,3585	26,7730	38,2995	17,6904	13,5378
33	13,2472	27,3732	38,0396	17,2827	13,7106
34	13,5172	28,1526	38,4482	17,2882	13,5850
35	13,2472	26,7359	38,4931	17,4522	13,5620

Таблица 5 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 X 5,75 1,246 18,31 25,43 8,49 4,38 20,92 9,48 53,79 16,48 0,08 0,037 0,52 0,23 0,20 0,60 1,20 0,45 0,45 0,51 ЛС1 0,32 0,045 1,30 0,92 0,56 0,14 1,56 0,35 2,30 0,83 Асз 0,21 0,012 0,16 0,29 0,20 0,12 0,47 0,23 0,63 0,39 АС4 0,18 0,016 0,21 0,85 0,19 0,23 1,10 0,20 0,60 0,81

При этом учитывать, что в таблице 6 использованы следующие обозначения: п — число наблюдений каждой из величин в процессе прямых измерений; X}, Х2, Х3 — средние арифметические значения;

— оценки средних квадратических отклонений среднего

арифметического;

^12 > R-13 > ^23 ~~ оценки коэффициентов корреляции между погрешностями измерения Xj и Х2, Xj и Х3, Х2 и Х3 соответственно. Доверительную

вероятность принять Р_д = 0,95 для четных вариантов (включая 0) Р_д = 0,99 — для нечетных вариантов.

16. Мощность Р постоянного тока измерялась косвенным методом путем многократных измерений напряжения U и силы тока I с последующим расчетом по формуле P = U-I. При обработке принять U = X₁B; I = X₂mA; В;

d_T = d^ мА; Rui =Ri2-

Таблица 6 Пара­метр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 п 35 15 21 11 19 32 13 40 11 17 Xi 12,45 8,46 14,39 27,65 19,37 25,20 17,30 32,50 19,00 37,35 х2 0,347 0,521 2,032 4,251 3,498 2,837 5,360 2,00 6,380 5,120 Х3 5,320 1,090 10,51 15,40 6,30 1,80 10,14 22,50 5,210 28,05 0,30 0,14 0,15 0,32 0,36 0,38 0,22 0,19 0,31 0,57

	0,023	0,021	0,042	0,03	0,04	0,028	0,43	0,036	0,036	0,047
6×3	0,085	0,050	0,20	0,29	0,052	0,010	0,32	0,20	0,081	0,89
R12	-0,15	0,05	-0,34	0,47	-0,09	0,75	0	0,60	-0,50	0,80
R13	0,80	-0,42	-0,49	0,80	0,90	0,85	-0,09	-0,50	0,72	0,05
R23	0,60	0,84	0,14	-0,32	0,46	0,63	0,53	0,06	0,18	-0,16
Ro	од	10,0	2,0	од	1,0	од	10,0	5,0	од	1,0

17. Сопротивление Rхопределялось путем многократных измерений падения напряжения на нем (Ux) и падения напряжения на последовательно соединенном с ним образцовом резисторе с сопротивлением R₀ кОм с

Rq • ux

последующим расчетом по формуле R х =————— • При обработке результатов

^ио

принять U_x = Xj В; U₀ = Х₂В; a_Ux = В; a_Uo = d^ В; R_UUo = 0.

Погрешностью резистора Rq пренебречь.

18. Напряжение в электрической цепи U определялось путем многократных измерений напряжений U j, U ₂, U ₃ на участках этой цепи с последующим расчетом по формуле U = U^ + U₂ + U3 . При обработке принять U^XjB; U₂=X₂B; U₃=X₃B; g^G^B; G_U2=G^B; G_U3=G^B;

^Ru1^u2 ^=R12′ ^RU!U₃ =^R13;^RU₂U₃ = ^R23 •

19. Резонансная частота fg колебательного контура определялась путем многократных измерений индуктивности L и емкости С, входящих в контур катушки индуктивности и конденсатора, с последующим вычислением по

формуле f»o =—— \—- . При обработке принять Ь = Х₂мГн; С = Х₃мкФ;

27WLC

= ^мгн; ^с = ^мкф; rlc=o.

20. Определить угол поворота подвижной части магнитоэлектрического измерительного механизма (МЭИМ) при протекании по его рамке тока I, если магнитная индукция в зазоре В, активная площадь рамки S, число витков w,

удельный противодействующий момент К_уд (таблица 7). Схематически изобразить конструкцию МЭИМ с подвижной рамкой, пояснить принцип действия.

Таблица 7

Параметр	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
I, мА	5,0	4,0	3,0	2,0	1,0	4,5	3,5	2,5	1,5	0,5
В, мТ	90	100	110	120	130	70	80	140	150	160
с 2 S, см	4,4	4,0	4,2	1,0	2,0	3,0	3,5	3,2	6,0	5,0
W, вит.	17	18	28	85	35	25	20	23	17	15

а Н • М Куд Ю-9, град	38	40	41	42	45	39	36	46	50	66
Ri, Ом	1,7	2,3	зд	4,4	7,1	8,3	9,0	9,5	13	21

21. Рассчитать для МЭИМ, параметры которого указаны в условии задачи 20, чувствительность по току Si и постоянную по току Q, чувствительность по напряжению Su и постоянную по напряжению Си-

Значение внутреннего сопротивления МЭИМ Ri взять из таблицы 7.

22. Определить для МЭИМ с параметрами, указанными в условии задачи 20, значения вращающего момента М_вр и потребляемую мощность при протекании по рамке тока I. Значение внутреннего сопротивления МЭИМ Ri взять из таблицы 7.
23. На основе МЭИМ с внутренним сопротивлением Ri, ценой деления Q и шкалой с N делениями необходимо создать вольтамперметр с пределами измерения по току 1д, по напряжению Uy (таблица 8). Рассчитать сопротивление шунта и добавочного резистора, определить цену деления по току Ci и по напряжению Си, начертить принципиальную схему вольтамперметра.

Таблица 8 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ri, кОм 0,13 0,681 1,56 1,98 1,27 2,15 0,82 0,995 1,43 0,797 Ci, мкА/дел 5,0 2,0 2,5 1,0 0,5 1,0 5,0 2,0 4,0 2,0 N, дел 100 50 200 150 100 75 50 100 50 75 1а, мА 4,0 20 40 30 2,5 3,0 2,5 10 25 15 Uv, В 2,0 5,0 10 7,5 2,0 3,0 5,0 2,0 5,0 15 Rhi, Ом 50 40 100 47 120 110 130 51 33 22 Ro, кОм 0,5 2,0 1,5 1,8 2,4 8,2 5,6 0,8 4,7 9,1 Rh2, кОм 2,0 5,1 7,5 9,1 10,0 1,2 1,0 3,3 8,2 12,0

24. Используя условие задачи 23, рассчитать сопротивление шунта и внутреннее сопротивление амперметра, полученное при расширении его предела измерения по току до значения 1_Л. Определить методическую погрешность измерения тока при включении амперметра в цепь (рисунок 1, а).

Сопротивление нагрузки R_Hi взять из таблицы 8.

25. Используя условие задачи 23, рассчитать сопротивление добавочного резистора и внутреннее сопротивление вольтметра после расширения предела измерения по напряжению до значения Uy. Определить методическую погрешность измерения напряжения при включении прибора в цепь (рисунок 1,

б). Внутреннее сопротивление источника ЭДС Ro и нагрузки R_H2 взять из таблицы 8.

26. В процессе измерения тока в цепи (рисунок 1, а) получен результат 1_х. Определить методическую погрешность измерения и действительное значение тока I, выбрав параметры цепи из таблицы 9.
27. В процессе измерения напряжения в цепи (рисунок 1, б) получен

результат U_x. Определить методическую погрешность измерения и действительное значение падения напряжения U на резисторе Rh2, выбрав параметры цепи из таблицы 9.

В задачах 28-30 необходимо определить амплитудное U_m, среднее

квадратическое U_CK и средневыпрямленное U_CB значения напряжения, поданного на вход электронного вольтметра с пиковым детектором, закрытым входом со шкалой, отградуированной в средних квадратических значениях синусоидального напряжения. Показания вольтметра Ui приведены в таблице 10. Оценить также пределы основной инструментальной погрешности

измерения U_m, U_CK, U_CB, выбрав соответствующий предел измерения из ряда …3; 10; 30; 100;… В. Результаты представить по ГОСТ 8.207-76.

28. Импульсный сигнал скважностью Q (рисунок 2, см. таблицу 10) подан в положительной полярности на вход вольтметра с классом точности 1,5.
29. Сигнал синусоидальной формы после однополупериодного

выпрямителя имеет К_а = 2,0 и Кф = 1,76. Подан в положительной полярности на вход вольтметра с классом точности 2,5. Таблица 9

Параметр	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1х, мА	2,2	31,5	5,9	12	109	215	67	54	36	150
Ra, Ом	18,2	43,8	20,1	54,8	9,8	3,2	5,95	16,3	21,8	9,5
Rhi, Ом	93	150	82	75	44	8,5	9,1	10,2	77	17
их,В	31,2	5,3	48	1,5	3,6	71	18,5	9,2	4,7	51
Ro,kOm	7,5	0,5	56	9,8	1,0	10	9,7	3,3	12	91
Rh2, кОм	12	27,0	5,1	1,2	18	150	82	16	40	82
Rv, кОм	100	50	200	40	50	100	40	50	25	100

>—- (а

R

А

R,

Hi

Е

>

а

б

Рисунок 1

и u_m

о

t

Таблица 10 Рисунок 2 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ui, мВ 26,4 515 42 72 27,6 15,7 152 61 550 246 U2, мВ 24,0 455 36 58 216 12,4 113 44 380 174 U3, мВ 24,2 440 33 49 178 9,5 86,5 32 280 110 Ка 1,73 1,86 1,6 1,5 1,55 1,95 1,65 1,6 1,70 2,1 Кф 1,16 1,32 1,1 1,2 1,05 1,43 1,21 1Д5 1,25 1,35 Q 30 40 50 10 20 30 40 10 20 30

30. Сигнал синусоидальной формы после мостового выпрямителя имеет К_а= 1,41 и Кф =1,11. Подан в положительной полярности на вход вольтметра с классом точности 2,0.
31. Определить амплитудное, среднее квадратическое и

средневыпрямленное значения напряжения пилообразной формы (К_а = 1,73; Кф =1,16), поданного на вход электронного вольтметра с классом точности 2,0 с детектором средневыпрямленного значения, вход открытый, шкала отградуирована в средних квадратических значениях синусоидального напряжения. Показания вольтметра Ui приведены в таблице 10. Оценить также пределы основной инструментальной погрешности измерения этих значений, выбрав соответствующий предел из ряда … 3, 10, 30, 100, … В.

В задачах 32-34 необходимо по известным показаниям одного из вольтметров определить показания двух других. Вольтметры имеют открытые входы, шкалы их отградуированы в средних квадратических значениях синусоидального напряжения, детекторы соответственно пиковый, среднего квадратического и средневыпрямленного значений. Измеряемые напряжения

имеют коэффициенты амплитуды К_а и формы Кф (таблица 10).

32. Известны показания вольтметра с пиковым детектором Ui.
33. Известны показания вольтметра с детектором среднего квадратического значения U
34. Известны показания вольтметра с детектором средневыпрямленного значения U
35. Напряжение сигнала неизвестной формы измерялось тремя вольтметрами с детекторами, описанными в условиях задач 32…34. Определить коэффициенты амплитуды и формы, если показания вольтметров следующие: с пиковым детектором Ui, с детекторами среднего квадратического значения U2 и средневыпрямленного — U3 (см. таблицу 10).
36. Ваттметр поглощаемой мощности подключен к генератору СВЧ через аттенюатор с ослаблением А (рисунок 3). Определить падающую мощность на входе аттенюатора и погрешность ее измерения, если показания ваттметра Pwi,

его основная погрешность 8_р, коэффициент стоячей волны входа аттенюатора Ксти, погрешность его градуировки Ад. Погрешностью рассогласования ваттметра пренебречь. Данные выбрать из таблицы 11.

37. Решить задачу 36, если показания ваттметра Pw2-
38. Ваттметр поглощаемой мощности подключен ко вторичному каналу направленного ответвителя (НО) с переходным ослаблением Ci (рисунок 4, а). Определить падающую, отраженную и проходящую мощность, если показания ваттметра Pwi, коэффициент стоячей волны нагрузки Н равен Ксти (см. таблицу 11).
39. Решить задачу 38, если ваттметр включен по схеме, изображенной на рисунке 4, б, и его показания P_W2 (см. таблицу 11).
40. Решить задачу 38 при показаниях ваттметра Pwi, переходном ослаблении НО С2 (см. таблицу 11) и включении по схеме, изображенной на рисунке 4, б.

Таблица 11 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А, дБ 25 15 32 20 40 36 8,0 30 10 22 ±Аа, дБ 0,5 0,3 1,5 1,7 2,5 1,8 0,2 1,0 0,3 0,5 ±5р, % 10 15 10 20 10 15 10 20 10 20 Ксти 1,2 1Д 2,0 1,8 2,6 1,3 1,4 1,7 2,2 1,5 Pwi, мВт 0,27 0,55 2,2 4,52 2,0 0,75 0,49 0,32 1,8 0,19 Pw2, мВт 0,05 0,13 0,11 0,41 0,26 0,32 0,25 0,13 0,2 0,05 Сь дБ 20 15 25 30 30 20 10 15 25 10 С2, дБ 15 20 10 25 15 10 20 10 30 15

Р

Рисунок 3

41. При включении ваттметра по схеме, изображенной на рисунке 4, а, его показания были P_Wi, а при переориентации НО (см. рисунок 4, б) — Pw2- Определить падающую, отраженную, проходящую мощности и КСВН нагрузки, если переходное ослабление НО равно С2 (см. таблицу 11).

			р пад

Pi

н

пад»

но

но

X

©

б

а

®

Рисунок 4

42. Определить погрешность измерения частоты f_x (время измерения Т_и) и периода этого же сигнала (период счетных импульсов То, интегрирующий режим) цифровым частотомером. Значения нестабильности частоты кварцевого генератора So взять из таблицы 12. Сравнить результаты.
43. Определить погрешность измерения периода Т_х цифровым частотомером при измерении за один период и за десять периодов сигнала. Период следования импульсов кварцевого генератора То, нестабильность его частоты So

даны в таблице 12. Перечислите способы повышения точности измерения Т_х.

44. При измерении интервала времени т_х цифровым частотомером погрешность измерения составила 5ь Как необходимо изменить период счетных импульсов, чтобы погрешность не превышала 82, если нестабильность частоты кварцевого генератора не более So (см. таблицу 12)?
45. Определить фазовый сдвиг и погрешность его измерения методом суммы и разности напряжений. Измерения проводились многопредельным вольтметром класса точности у с пределами … 30, 100, … мВ. Результат измерения напряжений Ui = U2 = U, их суммы U_c (таблица 13).

Таблица 12 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 fx, кГц 840 1215 56 3,8 570 1415 5,9 27 240 82,5 Ти, с ОД 0,01 1,0 10 ОД 0,01 10 1,0 1,0 1,0 То, мкс 0,01 0,01 1,0 1,0 ОД 0,01 1,0 ОД ОД ОД ±5о-10″6 2,0 5,0 20 10 5,0 50 1,0 2,0 4,0 25

Тх, мс	0,36	0,05	18,2	285	1,23	0,84	37	6,8	4,5	92,5
н- о4	0,09	0,05	0,08	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,07	0,06
±б2-10″3, %	5,0	4,0	3,0	3,0	5,0	3,0	5,0	4,0	3,0	4,0

46. Решить задачу 45 при условии, что измерялась не сумма, а разность сигналов и_р (см. таблицу 13).

Таблица 13 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U, мВ 80 70 90 85 75 60 65 95 80 75 ир, мВ 32 40 52 14 12 24 27 32 15 8 Uc, мВ 140 120 150 130 140 100 110 120 140 120 У 1,5 1,0 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,5 2,0 0,5 фпр, град 200 150 250 200 300 150 200 150 200 250 U^, мВ 90 180 360 180 60 45 30 18 90 30 fo, кГц 180 450 720 270 540 900 1800 360 3600 1500 ±5о-106 10 20 50 2,0 20 10 5,0 2,0 20 15 п, ед/град 1 10 10 1 1 1 10 1 10 10

В задачах 47-50 необходимо получить градуировочное уравнение ср_х = f (U_x) для частотно-независимого фазометра с преобразованием фазового сдвига во временной интервал, в котором используется вольтметр среднего значения с

пределом U_np. Для заданного предела измерения по фазе ф_пр определить

уровень фиксации амплитуды U_m и фазовый сдвиг ср_х, соответствующий

результату U_x (таблица 13). Изобразить функциональную схему фазометра и пояснить ее принцип действия.

47. Фазометр двухтактный, результат U_x = U_c.
48. Фазометр однотактный, результат U_x = U.
49. Фазометр двухтактный, результат U_x = U_p.
50. Фазометр однотактный, результат U_x = U_c.
51. Цифровой интегрирующий фазометр имеет постоянное время

измерения Т_и, разрешающую способность п и частоту опорного генератора fo

(см. таблицу 13). Определить Т_и и перечислить составляющие инструментальной погрешности измерения, изобразить функциональную схему и временные диаграммы, пояснить принцип действия.

52 Определить частоту синусоидального сигнала, поданного на вход Y электронного осциллографа, если на вход X подан сигнал с частотой fi и на экране получена интерференционная фигура (таблица 14). Привести структурную схему эксперимента.

Таблица 14 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 fi, кГц од 0,5 1,0 1,5 2,0 0,3 0,2 0,4 0,4 0,8 f2, кГц 0,2 0,25 2,0 4,5 1,0 ОД 0,6 0,2 0,2 0,4 Фигура £ DO X (X 8 ООО DO 8 X СХ п, шт. 2 з 4 5 4 3 7 6 3 8 Кр, мкс/дел 1 2 5 од 0,2 0,5 1 2 5 од К0, мВ/дел 1 од 0,2 0,5 1 2 5 1 0,2 0,5

53. Определить частоту сигнала, поданного на вход Z осциллографа, если на входы X и Y поданы сигналы синусоидальной формы частотой f2, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°. Количество разрывов изображения п (см. таблицу 14). Привести также вид осциллограммы и структурную схему эксперимента.
54. Определить вид интерференционной фигуры, если на вход Y осциллографа подан синусоидальный сигнал частотой f_b а на вход X — частотой {2 (см. таблицу 14).

В задачах 55-59, по приведенным на рисунках 5-7 в масштабе 1:1 осциллограммам, необходимо определить параметры сигналов, указанных в

условии задачи. Значения коэффициентов отклонения К₀ и развертки К_р электронного осциллографа выбрать из таблицы 14.

55. Определить амплитуду и период сигнала (рисунок 5).
56. Определить амплитуду и длительность импульса (рисунок 6).
57. Определить амплитуду и длительность фронта импульса (рисунок 6).
58. Определить значение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами (рисунок 7) и амплитуду этих сигналов.
59. Определить значение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами (рисунок 7) и период этих сигналов.

t?

Рисунок 5                                                    Рисунок 6                                                             Рисунок 7

60. Привести структуру системы технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь и охарактеризовать функции входящих в нее органов.

61. Перечислить виды технических нормативных правовых актов в области технического нормирования и стандартизации (ТНПА), применяемых в республике. Укажите требования к этим видам ТНПА.
62. Записать ряд предпочтительных чисел ЕА, ограниченный числом В в качестве нижнего предела, и числом С в качестве верхнего предела. Значения А, В, С взять из таблицы 15.
63. Записать производный ряд предпочтительных чисел RD/T в диапазоне чисел 0,1… 160 с обязательным включением числа К. Значения D, Т, К взять из таблицы 15.

Таблица 15 Параметр Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А 3 6 12 24 3 6 12 24 6 12 В 0,013 0,24 0,31 1,4 162 7,5 5,4 42 0,021 24 С 9,4 78 24 78 2264 1052 493 790 44 732 D 5 10 20 40 5 10 20 40 10 20 Т 2 2 3 4 3 3 4 5 4 4 К 3,8 25 72 0,24 8,4 0,45 39 7,6 33 5,2

64. Охарактеризовать методы стандартизации — ограничение и типизацию. Привести примеры их применения при производстве систем телекоммуникаций. В чем выражается технико-экономический эффект от их применения?
65. Охарактеризовать методы стандартизации — унификацию и агрегатирование. Привести примеры их применения при производстве систем телекоммуникаций. В чем выражается технико-экономический эффект от их применения?
66. Привести организационную структуру Национальной системы подтверждения соответствия Республики Беларусь (НСПС РБ). Перечислить основные функции органов по сертификации.
67. Привести порядок проведения сертификации продукции в НСПС РБ.
68. Привести порядок проведения сертификации систем менеджмента качества в НСПС РБ.

Св. план 2007, поз. 124

Учебное издание

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 1-45 01 03 «Сети телекоммуникаций» заочной формы обучения

Составители: Белошицкий Анатолий Павлович Ляльков Святослав Владимирович Минченок Ольга Игоревна

Редактор М. В. Тезина Корректор Е. Н. Батурчик

Подписано в печать 11.01.2008. Формат 60×84 1/16.                      Бумага офсетная.

Гарнитура «Тайме».                            Печать ризографическая. Усл. печ. л. 1,98.

Уч.-изд. л. 1,9.                                     Тираж 170 экз.                       Заказ 333.

Издатель и полиграфическое исполнение: Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и раиоэлектроники» ЛИ №02330/0056964 от 01.04.2004. ЛП №02330/0131666 от 30.04.2004.

220013, Минск, П. Бровки, 6