85221 (Шпаргалки по метрологии), страница 2

1.max значение погрешности

2. G- СКП

3. Интервальная (квантильная) оценка – значение погрешности Е с заданной доверительной вероятностью, как границ интервала на протяжение которого встречается Рд всех возможных значений погрешности.

P(|Δx|

(Хизм-Е)

Е=tPдG

Для нормальных изм Рд=0,9

Для радиоэл-х Рд=0,95

Определение доверительного интервала случайных погрешностей.

Для нормального з-на

=F(E)-F(-E) t=E/G

Рд=Ф(E/G)-Ф(-E/G)=Ф(t)-Ф(-t)=2Ф(t)

tн=Ф-1(Рд/2) ->tн(Рд)

Рд=0,9, tн=1,643

Рд=0,95, tн=1,96

Рд=0,975, tн=2,247

Eрд = tн(Рд)*S

X – распределение ср.ариф-го, рассчитанного по конечной выборке из нормально распределений генеральной совокупности наз. Распределение Стьюдента.

ts(Рд,n)

Ex=ts*Sx= ts(Рд,n)S/^n

При n больших, tn=ts.

При малых n tn и ts сильно различаются, если n>=30-40 tn=ts.

8. Погрешности СИ, их нормирование. Классы точности СИ.

ΔХси=Хси-Хдст

ΔХмеры=Хм.ном-Хм.дст

(Хм.ном-номинальное знаечние меры;

Хм.дст-дейст.знаечние ФВ, воспроиз.мерой)

Нормирование погрешности рабочих СИ производится по пределу суммы сист. и случ. Погрешности.

Классы точности – одна един.цифра в % хар-ет погрешность прибора.

9. Определение результата и погрешности косвенных измерений.

Y=F(x1,x2..xn)

Δyсист=

Δi=Δiсист+Δiсл

10. Обработка результатов прямых равноточных измерений. Идентификация закона распределения случайных чисел. Критерий Пирсона.

11.Правила суммирования погрешностей.(НСП и случайные погрешности)

1) суммирование систематических погрешностей.

M[x+y+z]=M[x]+M[y]+M[z]

,

Где k(0,9)=0,95, k(0,95)=1.1, k(0,99)=1,4

-по равновероятному з-ну СКП

2)Случайные погрешности

Для зависимых

rij=+1 , S=S1+S2

rij=-1, S=S1-S2

Для независимых:

rij=0,

Ei -> tiSi ->Si=Ei/ti, а потом суммирование по общим правилам.

EΣ=tΣ-SΣ, если Рд=0,9 tΣ=1,6; Рд=0,95, tΣ =1,8

3)Сумма случайных и систематических погрешностей

Если отношение , то определяется

а

(НСП принебригают)

:

(случ.погр. принебригают)

Если ,

, где

,

12.Сигналы измерительной информации.

Сигнал функционально связывающий с измеряемой ФВ, наз.сигналом измерительной информации.

1. Непрерывный по информативному параметру и по времени.

-амплитудная модуляция АМ

-частотная ЧМ

-фазовая ФМ

2. Непрерывная по инф-му пар-ру и дискретна во времени.

АИМ, ЧИМ, ШИМ

3.Непрывные по времени, квантованные по инф.парам.

4.Квантованные по инф.парам и дискретные по времени

Кодоимпульсные сигналы.

Представление сигналов.

1. Временное представление

U(t)=Um*Sinωt

y(t)=

2. Спектральные пр-е

y(t)=A0+ - ряд Фурье для периодических сигналов

Амплитудный спектр:

Фазовый спектр:

13.Электромеханические приборы – магнитоэлектрической системы, электромагнитной, электромеханической систем, электростатической системы. Принцип действия, уравнения шкалы, области применения, условные обозначения на шкале.

Аналоговыми наз. Приборы, показания которых являются непрерывной ф-ей измерений величины.

э/мех приборы состоят:

-измерительная цепь

-измерит.мех-зм

-отсчетное устр-во

-вспомогательное устр-во(успокоитель,корректор, арретир)

Изм.мех-м преобразует энергию э/маг поля в поворот вращающийся части прибора.

Мвр=dWэм/dα – вращающийся момент

Мпр=W*α – противодействующий момент.

Логометр – прибор, в котором противодействующий момент созд.электр.полем.

Вспомогательное уст-во: Успокойтель гасит колебания стрелки. Арретир – только в гальванометрах, не позволяет им выходить из строя.

1. магнитоэлектрическая система

Вращающийся момент возникает в результате взаимодействия магн.поля простого магнита и магнитного поля катушки с током.

Достоинства:

-высокая чувствительность до нА

-высокая точность

-малое собственное потребление жнергии

-слабое влияния внеш.полей

-низкая температурная погрешность

-линейная и стаб-я хар-ка преобрпзования.

Недостатки:

-малая перегрузочная способность по току.

-сложность, дороговизна.

Применение:

Основной прибор(индикатор) в электронных СИ.

Гальвонометры, Логометры

2.Электромагнитная система.

Вращающийся момент за счет взаимодействия одного или нескольких ферромагнитных сердечников подвижной части и магнитного поля неподвижной катушки.

Достоинства:

-простота констукции

-способность выдерживать высокие нагрузки и перегрузки

-измер и пост.и переем.ток

-дешевизна

-надежность

Недостатки:

-низкая чувствительность

-малая точность

-сильное влияния внеш.полей

Применение: основная часть счетовых приборов. Для измерения токов, напряж-й, частот, фаз и тп.

3. Электромеханическая система

Вращ.момент за счет взаимодействия магнитных полей неподвижной и подвижной катушки.

Достоинства:

-достаточно точны

-изм. Постоянный и переменные токи до 10кГц

-высокая стабильность св-в

Недостатки:

-низкая чувствительность

-влияния внешних полей

-сложность в изучение

-мала перегрузная способоность

Применение: Для изм-я пост/перем токов и напр-й, мощ-ти, разности фаз и тд.

4.Электростатические

Вращающий момент за счет взаимод-я 2-х систем зар-х проводников, один из кот-х неподвижный, а другой подвиж.

Силы взаимодействия э/с полей в порядки раз меньше, чем у э/м полей.

Достоинства:

-малое собственное потреб-е

-слабая чувст-ть к частоте и форме напр-я

-возм-ть измерения выс-х напр-й до 100 кВ

Недостатки:

-малая чувствительность

-сильное влияние внеш.полей

Применение: для изм-й напр-й в диапозоне частот до 100 кГц и до 100 кВ.

14.Электромеханические приборы с преобразователями – выпрямительные и термоэлектрические. Принцип действия, дост и недост, применение.

а)выпрямительные приборы, выполнены чаще всего на полупроводниковых диодах, исп. Однополупериодные и двух-полупериодные.

Достоинства:

-работает с любыми пер-ми токами и напр-ми.

-диапазон частот до ГГц

Недостатки: Маленький

б) термоэлектрический

Достоинства: высокая точность в изм-м диапозоне частот при любой форме сигнала.

Недостатки:

-малая перегру-я спос-ть

-зависимость показ.от температуры окр.ср.

-ограниченный срок службы.

15. Классификация цифровых измерительных устр-в. Основные хар-ки цифр.уст-в.

Цифр.изм.прибором наз.прибор автоматически вырабатываемый дискретные сигналы измерит. инф-ии, показания кот-го представлены в цифровой форме.

Процесс, включающий в себя дискретизацию, квантование и кодирование вх-й величины наз.аналого-цифровым преобразованием.

16. Вольтметры постоянного напряжения. Компенсаторы.

17. Вольтметры переменного напряжения. Классификация. Обобщенные структурные схемы. Виды детекторов.

1) прямого преобразования

U(t)П УПТ ИМ

U(t) Уп П ИМ

Напряжение измеряется путем преобразования его в постоянное напряжение.

Преобразователи переменного тока в постоянный существует 3 вида детектора:

Um(амплитудный), Uср.в(средневыпрямленное значение), Uд(среднеквадратичное значение)

2)уравновешенные преобразования

ВУ содержит делитель, ПОС- преобразователь цепи обратной связи

18. Влияния формы кривой напряжения на показания вольтметра переменного тока.

U(t)Д Шкала

Uш*0,707 = Ап1

Uср.в.*1,1=Ап2

U*1=Ап3

Um=max(U(t))

C1*Ums=Us

C2*Uср.вs=Us

C3*Us=Us

C1,C2,C3- градуирующий коэффициент

С1=Us/Ums=1/Kas=1/^2=0,707

C2=Us/Uср.вs=Kфs=1,11

U(t)Эл.цепьV

19. Цифровые вольтметры с время импульсным преобразованием.

В основу работы цифровых вольтметров постоянного тока с время-импульсным преобразованием положен время-импульсный метод преобразования постоянного напряжения в пропорциональный интервал времени с последующим измерением длительности интервала цифровым способом. Структурная схема вольтметра

Измеряемое напряжение подаётся на входное устройство, в котором напряжение приводится к некоторому номинальному пределу с помощью делителя напряжения и далее поступает на усилитель постоянного тока. В усилителе оно усиливается до величины, не превышающей максимального уровня сигнала генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН), чтобы обеспечить сравнение этих напряжений. Запуск схемы осуществляется управляющим устройством, импульсы которого одновременно производят сброс счетчика перед каждым измерением и срабатывание формирователя измерительных импульсов. Работа цифровой части вольтметра поясняется временными диаграммами:

Импульсы управляющего устройства (а) запускают ГЛИН, вырабатывающий симметричное линейно-изменяющееся напряжение (6). Это напряжение, являющееся образцовым, поступает на устройство сравнения (компаратор) двух напряжений, где производится сравнение измеряемого напряжения с выхода усилителя постоянного тока и напряжения ГЛИН. В момент равенства двух напряжений устройство сравнения вырабатывает импульс (г), которым производится срабатывание формирователя импульсов, роль которого выполняет триггер с раздельным запуском. Другое срабатывание триггера осуществляется импульсом управляющего устройства, проходящего через линию задержки, осуществляющую задержку импульса на величину, равную половине прямого хода сигнала ГЛИН (в). Таким образом длительность импульса формирователя (д) будет пропорциональна измеряемому напряжению Δt = kUx, где к - коэффициент пропорциональности, характеризующий угол наклона пилообразного напряжения. Импульс формирователя поступает на ключ, пропускающий за это время сигналы генератора счетных импульсов на вход счетчика. Цифровое измерительное устройство отображает на цифровом табло количество счетных импульсов N = Δtf0 (е). Полярность измеряемого постоянного напряжения определяется очерёдностью срабатывания формирователя импульсов и соответствующий сигнал «-» или «+» подаётся в цифровое измерительное устройство.

Погрешности: зависит от линейности и отклонения скорости изменения пилообразного напряжения от номинальной, стабильности частоты генератора счетных импульсов, чувствительности сравнивающего устройства, точности установки импульса нулевого уровня и др.

Недостатки: влияние различных помех на результат измерения.

По лекциям:

UxTxN

а) с помощью линейно-измен. Напряжения

б) интегрирования

а)