146528 (Экзаменационные билеты (по метрологии WinWord))

1. Что называется измерениями? Измерения – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В радиотехнике объектами измерения являются параметры и характеристики радиотехнических цепей и сигналов в широком диапазоне частот вплоть до оптического.

2. Метрология как наука об измерениях. Метрология – это наука об измерениях и методах обеспечения их единства. Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.

3. Методы измерений. Метод измерений – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Все без исключения методы измерения являются разновидностями одного единственного метода – метода сравнения с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной). Различают следующие разновидности этого метода:

метод непосредственной оценки, (значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, на которую непосредственно действует сигнал измерительной информации, например, измерение электрического напряжения вольтметром);

метод противопоставления (измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения – компаратор, например – равноплечие весы).

дифференциальный метод (сравнение меры длины с образцовой на компараторе)

нулевой метод (результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения равен нулю)

метод замещения – измеряемую величину заменяют известной величиной, воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну чашу весов)

метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал или периодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом)

1. Методы измерений в зависимости от способа получения результата

4.1 Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.

4.2 Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят по известной зависимости межу этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение плотности по массе и размерам)

4.3 Совокупные измерения – производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят из системы уравнений, получаемых при прямых измерениях (нахождение массы гири в наборе по известной массе одной из них и по результатам сравнения масс различных сочетаний гирь)

4.4 Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.

1. Методы сравнения – противопоставления, дифференциальный, нулевой замещения, совпадений (см. п.3)

2. Единица физической величины – физическая величина (ФВ) фиксированного размера, которой условно присвоено значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных физических величин. Различают основные, производные, кратные, дольные, когерентные, системные, внесистемные единицы.

Производная единица – единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными. Производная единица называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен единице.

1. Международная система СИ – когерентная система единиц ФВ. Включает в себя следующие величины:

1. длина (метр)

2. масса (килограмм)

3. время (секунда)

4. сила тока (ампер)

5. температура (кельвин)

6. сила света (кандела)

7. количество вещества (моль)

1. Основные единицы электрорадиоизмерений –

Частота	герц	Гц	Hz	С-1
Энергия (работа)	джоуль	Дж	J	Н . м
Мощность	ватт	Вт	W	Дж/с
Электрический заряд	кулон	Кл	C	с . А
Напряжение	вольт	В	V	Вт/А
Емкость	фарад	Ф	F	Кл/В
Сопротивление	ом	Ом		В/А
Проводимость	сименс	См	S	А/В
Индуктивность	генри	Г	H	Вб/А

1. Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно.

А) По числовой форме представления

А.1) Абсолютная погрешность

А=А_д-А_изм (действит. минус измерянное)

А.2) Относительные погрешности

А.2.1) Относительная действительная

А.2.2) Относительная измерянная

А.2.3) Относительная приведенная

Amax – максимальное значение шкалы прибора

B) По характеру проявления

В.1) Систематические (могут быть исключены из результатов)

В.2) Случайные

В.3) Грубые или промахи (как правило, не включаются в результаты изм)

1. Классификация погрешностей в зависимости от способа возникновения (См. п 9-В)

2. Абсолютная и относительная погрешности (см. пп А1 и А2)

3. Приведенная погрешность (см. п А.2.3)

4. Классификация погрешностей в зависимости от эксплуатации приборов

13.1 Основная – это погрешность средства измерения при нормальных условиях

13.2 Дополнительная погрешность – это составляющая погрешности средства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин или неинформативных параметров от нормативного значения или выхода за пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностей столько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.

1. Средства измерений (СИ) – технические средства, предназначенные для измерений. Хранят единицу или шкалу ФВ, имеют нормированные метрологические характеристики, которые принимаются неизменными (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. В общем случае, СИ включает в себя меру, измерительный преобразователь и устройства сравнения или индикации.

2. Измерительные преобразователи (Пр) как средства измерений. Пр – техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики. Различают: первичные Пр – первые в измерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина; промежуточные; передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр называют также датчиком.

3. Измерительные установки и измерительные информационные системы. Измерительный прибор (ИП) – наиболее распространенное СИ, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своем составе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующие самопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие, сравнения. СИ могут быть функционально объединены в измерительные установки. Если в них включены образцовые СИ, их называют поверочными установками. Если СИ соединяются между собой каналами связи и предназначаются для выработки измерительной информации в форме, доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупность называют измерительной системой.

4. Дольные и кратные приставки

17.1 Дольные приставки

10-1	Деци	д	d
10-2	Санти	с	C
10-3	Милли	м	m
10-6	Микро	мк	
10-9	Нано	н	n
10-12	Пико	п	p
10-15	Фемто	ф	f
10-18	Атто	а	a

17.2 Кратные приставки

1018	Экса	Э	E
1015	Пета	П	P
1012	Терра	Т	T
109	Гига	Г	G
106	Мега	М	M
103	Кило	к	k
102	Гекто	г	h
101	Дека	да	da

1. Отсчетное устройство (шкала и стрелка). Отсчетное устройство – часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчета показаний. Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа и т.п. Шкала – часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок и чисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины. Отметки могут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут быть в виде каплевидных, ножевидных и световых стрелок.

2. Виды шкал. Шкалы могут быть односторонние и двухсторонние, в зависимости от положения нуля. Если «0» находится в центре шкалы, то такая двусторонняя шкала называется симметричной. Шкалы характеризуются числом делений, длиной деления, ценой деления, диапазоном показаний, диапазоном измерений и пределами измерений. Деление – это промежуток между двумя соседними отметками шкалы. Длина деления – это расстояние, измеренное между осевыми двух соседних отметок по воображаемой линии, проведенной через середины самых коротких отметок шкалы. Диапазон показаний – это область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями. Диапазон измерений – это область значений величин, для которой нормирована предельная допустимая погрешность. Предел измерения – это наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. На каждом диапазоне прибор имеет два предела: Х_В – верхний предел, Х_Н – нижний предел.

3. Цена деления – это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Для шкал с одним диапазоном измерения цена деления определяется по формуле , где С – цена деления, n – количество делений на участке между двумя соседними числовыми отметками Х₁ и Х₂; Х₁ и Х₂ – значения физической величины, соответствующие двум соседним числовым отметкам. Цена деления для приборов, имеющих несколько диапазонов измерения, вычисляется по формуле , где Х_В – верхний предел измерения, N – количество делений или номер последнего деления шкалы.

4. Чувствительность прибора (или чувствительность средства измерения) – это реакция на подведение к нему измеряемой величины. Чувствительность может вычисляться как абсолютная так и относительная , характеризующая чувствительность в данной отметке; так и по формуле , которая характеризует чувствительность по отношению к данному значению величины. Абсолютная чувствительность обратно пропорциональна цене деления S_a=1/C.

5. Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика средства измерения, определяемая пределами основной и допускаемых дополнительных погрешностей и другими свойствами, влияющими на точность средства измерения, значения которых указаны в стандартах и технических условиях на данный вид средств измерений.

Правила обозначения класса точности: обозначение класса точности зависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной)