Контрольная Метрология, вариант 18 СибГУТИ

Задача №1

Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено n результатов однократных измерений (результатов наблюдений) расстояния  до места повреждения.

Таблица 1.1 – Результаты однократных измерений расстояния до места повреждения

Считая, что случайная составляющая погрешности рефлектометра распределена по нормальному закону, определить:

1. Результат измерения с многократными наблюдениями расстояния до места повреждения кабеля .
2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S.
3. Границы максимальной неопределенность случайной составляющей погрешности результата наблюдений Δ_макс.
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) S( ).
5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения ε при заданной доверительной вероятности α = 0.99.
6. Записать результат измерения расстояния до места повреждения в соответствии с нормативными документами.
7. Систематическую составляющую погрешности измерения рефлектометра θ, если после обнаружения места повреждения было установлено, что действительное расстояние до него составляло = 272,3 метров. Сравните ее с доверительным интервалом случайной составляющей погрешности результата измерения, и сделать вывод.
8. Предложить способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в D = 2.1 раз.

Задача №2

При определении вносимого ослабления четырехполюсника необходимо измерить абсолютный уровень мощности р_Н, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением R_Г и ЭДС E в сопротивление нагрузки R_Н (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема измерения абсолютного уровня мощности отдаваемой генератором

Мощность в нагрузке измеряют с помощью либо вольтметра V, либо амперметра А при нормальных условиях измерения.

В таблице 2.1 указаны показание вольтметра U_V; класс точности вольтметра; диапазон измерения вольтметра.

Таблица 2.1 – Данные для вольтметра

В таблице 2.2 приведены метрологические характеристики измерительного генератора: числовое значение сопротивления R_Г и его относительная погрешность δR_Г; сопротивления нагрузки, значения сопротивления R_Н и его относительная погрешность δR_Н.

Таблица 2.2 – Данные для сопротивления генератора и нагрузки

Определить:

1. Абсолютный уровень ЭДС генератора Р_Е
2. Абсолютный уровень мощности р_r, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора.
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней напряжения и мощности, определенных в п.1 и п.2.
4. Оформить результаты измерения абсолютных уровней напряжения и мощности в соответствии с нормативными документами.

Задача №3

На рисунке 3.1 показана осциллограмма периодического сигнала, который наблюдали на выходе исследуемого устройства.

Требуется найти:

1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое , среднее _, средневыпрямленное и среднеквадратичес-кое  значения напряжения выходного сигнала заданной формы.
3. Пиковое , среднее , средневыпрямленное и среднеквадратичес-кое  значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды формы  и усреднения  всего исследуемого сигнала и его переменной составляющей.
5. Показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым ( ) или открытым ( ) входом в соответствии с заданием, если вольтметры проградуированы в среднеквадратических значениях для гармони-ческого сигнала.
6. Оценить предел допускаемой относительной погрешности (расширенной неопределенности) показаний вольтметров, определенных в 5 пункте задания, если используемые измерительные приборы имеют класс точности и конечное значение шкалы (предел измерения) .
7. Оформить результаты измерений напряжения вольтметрами в соответствии с нормативными документами, если измерения проводились в нормальных условиях.

Задача №4

При измерении частоты генератора методом сравнения (рисунок 4.1) к входу горизонтального отклонения (канала « ») осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:

а к входу канала вертикального отклонения (канала « ») - гармонический сигнал исследуемого генератора:

где  – круговая частота,

 – циклическая частота,

 и  – начальные фазовые углы образцового и исследуемого сигналов соответственно.

Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора  определены с вероятностью .

1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей .
2. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях , , и , , , считая коэффициенты отклонения каналов  и  одинаковыми и равными .
3. Оценить абсолютную и относительную  погрешности (неопределенности) сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное  секунд, она повторно воспроизводилась  раз.
4. Оценить границы абсолютной и относительной  погрешности (расширенной неопределенности) измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности (расширенной неопределенности) частоты образцового генератора .
5. Записать результат измерения частоты в соответствии с нормативными документами в двух вариантах:

• с указанием границ абсолютной погрешности (расширенной неопределенности);
• с указанием границ относительной погрешности.

Исходные данные:

Список использованной литературы