Реферат: Шпаргалки по метрологии (2007г. Томск)

1. Классификация измерений. Прямые, косвенные, совместные, совокупные.

Измерение- нахожд.знач.ФВ опытным пустеем с помощью спец.тех.средств.

Измерение имеет ряд хар-к: Принцип изм., Метод изм., Качество изм.(Точность,Сходимость, Правильность, Погрешность, достоверность, воспроизведение)

Классификация измерений:

1.по хар-кеточности – равноточные, неравноточные;

2.по числу изм.–однократные, многократные;

3.по отношению к изменению изм.В — статические, динамические;

4.по метрологическому назначению– технические(не связанные с передачей ФВ), метрологические(связанные спередачей размера ФВ)

5.по выражению результатаизмерений- абсолютные, относительные;

6.по приемам получениярезультата — Прямые, косвенные, совместные, совокупные.

ПРЯМОЕ ИЗМЕРЕНИЕ

Измерение проводимоепрямым методом, при котором искомое значение ФВ получают непосредственно изопытных данных.

КОСВЕННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ

Измерение,проводимое косвенным методом, при котором искомое значение ФВ определяют наосновании результатов прямых измерений других ФВ (аргументы), функциональносвязанных с искомой величиной (известная функциональная зависимость).

Во многих случаях вместо термина«косвенное измерение»применяют термин «косвенный метод измерения».

СОВОКУПНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Проводимыеодновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомыезначения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых приизмерениях различных сочетаний этих величин.

СОВМЕСТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Проводимые одновременноизмерения двух или нескольких неодноименных величиндля определения зависимости между ними.

2. Классификация методов измерения. Метод непосредственной оценки иметод сравнения с мерой.

Принцип измерения- физ.явл. на которомосновановзаимодействие СИ с объектом измерения.

Методом измерения наз.совокупностьприемов сравнения изм.ФВ с ее единицей.

Классификация:

1.по физ.принципу-электрические, магнитные, акустические, механические, оптические..

2.по режиму взаимод.СИ с единицей.изм: статические и динамические.

3.по виду изм.сигналов:аналоговые и цифровые.

4.по совокупности приемов:

-метод непосредственной оценки, знаечние ФВ опред.непосредственноподсчетному устр-вуприбора.

-метод сравнения с мерой, изм.В сравниваемс образцовой Вмеры:

а)противопоставление, изм.В и мера одновременно воздействует на прибор сравненияс помощью которого устанав.соотношение м/у ними.

б)дифференциальный, на приборвоздействует разность измеряемой и образцовой.

в)нулевой, действие изм.В на прибор полностью уравновешивается образцовой.

г)замещение, изм.Впоследовательно во времени замещают образцовой, изменяя ее до того же показанияприбора, которое было при изменение не известной В.

д)совпадение,изм.В определяют по совпадению разметок шкал илипериодических сигналов.

е)дополнения, значение изм.В дополняется образцовой, с таким расчетом, чтобы наприбор воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.

3. Классификация средств измерения. Их характеристики.

Для реализации любого видаизмерений необходимы специальные технические средства – средства измерений.

1)Классификация по роли вып-й в системе обеспечения ед-ваизмерений:

Метрологические СИ(учавствуют в передачи размерности единицы) и рабочие СИ.

2)По уровню автоматизации:неавтоматические, автоматизированные, автоматические.

3)По уровню стандартизации:стандартизованные и нестандартизованные.

4)По отношению к изм.ФВ: основные и вспомагательные.

5)Классификация пофункциональному назначению: Меры ФВ(СИ, пред.длявоспроизведения ФВ зад.величины), Средства сравнения(компоратор, СИ длясравнения 2-ходнородных величин), Измерительные преобразователи(СИ предназ.длявыр.сигнала изм.инф-ии вформе, удобной для передачи дальн.преобразования, обр-ки и хран-я, но непод.непоср.воспр.), Измерительные приборы(СИ, предназнач.для выр-я сигнала вформе цдобной для человека), Измерительныеустановки(Совместимость функцион.объед-х СИ ивспомогательных устр-в, располож.водном месте, и предназ-х для выполнения массовыхтехнологических изм.), Измерительныесистемы(Совместимость функционально объед. изм., выч. и вспомогательныхсредств для получения измерительной информации, ее преоб-яи обработки с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автомат.осуществляя ф-й контроль, значения, идентификации).

Меры, измерительныепреобразователи и средства сравнения называют элементарными СИ. Они позволяютреализовать отдельные операции прямого измерения.

Все остальные СИназ.комплексными. Они позволяют реализовать всю процедуру измерения.

Хар-киСИ.

Метрологические:

1.Ф-я преобразования(статич.хар-ка преобразования) у=F(x)

2.Чувствительности СИ /S= Δ y/Δxпри Δx->/ -абс

/Sот= Δ y/Δx/x / — относит.              

3.Постоянная прибора C=1/S

4.Порог чувствительности(наим. Изсенение измВ, которое вызывает видимое измен вых.Сигнала)

5.Предел чувствительности(мин.Ввходного сигнала, обесп-я норм.рапотоспособностьприбора). 

6.Диапозон изм-й(обл-ть зн-ий изм-йвеличины, для кот.нормированы допускаемы погрешностиСИ) Область значение м/у maxи minзначениями наз-ся диапозоном показаний, а само max значение – пределом шкалы.

7.Обл-сть рабочих частот(диапазончастот)

8.Цена деления шкалы.

9.Разреш-ся способность –мин.разность двух значений ФВ, которая м.б. различима

10.Входное полное сопротивление.

11.Выходное полноесопротивление.

12.Быстродействие хар-т скорость изм-й: макс.числоизмерений в единицу t.

13.Погрешности.

Не метрологические хар-ки: Вес, габариты, напреженияпитания и др.

 

4.Классификация погрешностей.

Действительные значения ФВ –найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, чтодля поставленной истинной задачи может его заменить.

Классификация:

1)по способу выражения:

а) абсолютная Δ= Хизм — Хист

б) относительная δ= Δ/Хист*100%

в) δпр– приведенная относительная погрешность δпр= Δ/Хнормир.= Δ/Хшк*100%

2)по природе возникновения:

а)методическая, обусловленаупрощениям допущения при выборе модели измерения, несовершенства метода.

б)инструментальная(приборная,аппаратурная)-погрешность установки.

в)внешняя погрешность(за счетвлияющих факторов)

г)субъективная или личностнаяпогрешность. Ошибки оператора при отсчете показания. Отсутствие цифровыхприборов.

д)погрешностьвычисления.

3)В зависимости от поведения изм.В во времени различают погрешности.

4)По условию измерения СИ:

а) основная погрешность СИ, принормальных условиях эксплуатации, влияющие величины лежат в нормальныхграницах.

б)дополнительная погрешность,при выходе влияющей величины за пределы нормали.

Погрешность сил в реальныхусловиях наз.рабочей.

5)По хар-рузависимости о т изм.В: адьетивную(независит от ИВ) и мультипликативную(зависит)

6) По хар-рупроявления:

а)систематические, которыеостаются не изменными. Могут быть предсказаны,определенны и устранены. Хар-ет првильностьрезультата.

б)случайные, при повторномизмерение одной и той же велечины, изменяется случ. В виде разброса. Хар-етсходимость результата.

в)грубые погрешности(промахи)погрешность, величина которой существенно превосходит погрешность условленнойэкспериментом. Промахи выбрасывают из результата. Промахи влияют на годностьизмерений.

5. Систематические погрешности. Методы обнаружения, методы исключения.

Классификация:

1. По хар-руизменения во времени:

-постоянные

-переменные

А)монотонно-изменяющиеся

Б)периодические

В)прогрессирующие(дрейфовые)

2.По источнику:

-методические(опред. Путем анализа метода измерения)

-инструментальные

-личностные

Методы устранения:

-Устранение источниковпогрешности до начала имерения(профилактика)

-Внесение поправок в результатизмерения. Результат изм., сод. Систематическуюпогрешность наз неисправленным. Если же погрешностьустранена, то результат исправленный

Хизм=(х+ Δx)+а,  а= — Δx – поправка

-Исключение погрешности впроцессе измерения(коррекция)

Понятие несключенногоостатка систематической погрешности(НСП)

Δx+- Δ Δсист 

В рез-теизмерения всегда есть НСП. Обозначается θ.

Сама НСП носит детерминированныйхар-р, но в дальнейшем обрабатывается по правилам случ.величин.

6.Случайные погрешности. Законы распределения, точечные оценки.

F(x)=P(x<X). Интегральный закон 

<img src="/cache/referats/25668/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

F’(x)=p(x)        

          <img src="/cache/referats/25668/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">    дифференциальный закон

P(a<x<b)=∫p(x)dx

∫p(x)dx=1

Начальный момент

Ls[x]= ∫ xsp(x)dx

1)M[x]= ∫ xp(x)dx

Мат.ожидание-фигуры: 

<img src="/cache/referats/25668/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Величина мат.ожидания – сист.погрешность

2) Мs[x]= ∫ (x-м)sp(x)dx – центральный момент

D[x]=G2=∫(x-м)2p(x)dx

G — средне-квадратическоеотклонение(СКО)

3) Sk=M3/G3 харак-ет ассиметрию законараспределения

<img src="/cache/referats/25668/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

4) Эксцесс

E=(M4/G4)– 3 хар-ет островершиность

<img src="/cache/referats/25668/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

Контрэксцессe=1/^E

5) Квантиль Хр

<img src="/cache/referats/25668/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">

Значение случ.величиныдля которой вероятность р

6)коэффициент корреляции

rij=kji/GiGj

             -1<r<1

Законы распределения случ. Погрешностей

Равномерный

<img src="/cache/referats/25668/image014.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">

2. Трапециадальный

Хар-етзакон распределения двух величин с равномерным законам, но в разных границах.

<img src="/cache/referats/25668/image016.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">

3. Закон Симпсона(треугольныйзакон распределения)

<img src="/cache/referats/25668/image018.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">

Хар-етсумму двух составляющих, кот.распределены равномернымизаконами в одних интервалах.

4. Лапласа

<img src="/cache/referats/25668/image020.jpg" v:shapes="_x0000_i1034"> 

5. Арксинусоидальный

<img src="/cache/referats/25668/image022.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">

6. Закон Гаусса (нормальныйзакон распределения)

<img src="/cache/referats/25668/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">

<img src="/cache/referats/25668/image026.jpg" v:shapes="_x0000_i1037">

<img src="/cache/referats/25668/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1038">

7. Статистические оценкислучайных погрешностей. Определение доверительных интервалов погрешностей.

При nнеравной бесконечностимат.ожидание не точно определяется.

Оценки:

<img src="/cache/referats/25668/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1039">

1.max значение погрешности

2. G — СКП

3. Интервальная (квантильная) оценка – значение погрешности Е с заданнойдоверительной вероятностью, как границ интервала на протяжение котороговстречается Рд всех возможных значений погрешности.

P(|Δx|<E) = Pд

(Хизм-Е)<Xист<(Хизм+Е)

Е=tPдG

Для нормальных изм Рд=0,9

Для радиоэл-хРд=0,95

Определение доверительногоинтервала случайных погрешностей.

<img src="/cache/referats/25668/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1040"> 

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 генеральнойсовокупности наз. Распределение Стьюдента.

ts(Рд,n)

Ex=ts*Sx= ts(Рд,n)S/^n

При nбольших, tn=ts.

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

8. Погрешности СИ, ихнормирование. Классы точности СИ.

ΔХси=Хси-Хдст

ΔХмеры=Хм.ном-Хм.дст

(Хм.ном-номинальноезнаечние меры;

Хм.дст-дейст.знаечниеФВ, воспроиз.мерой)

Нормирование погрешности рабочихСИ производится по пределу суммы сист. и случ. Погрешности.

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

9. Определение результата ипогрешности косвенных измерений.

Y=F(x1,x2..xn)

Δyсист=<img src="/cache/referats/25668/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

Δi=Δiсист+Δiсл

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

11.Правила суммированияпогрешностей.(НСП и случайные погрешности)

1) суммирование систематическихпогрешностей.

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

<img src="/cache/referats/25668/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1042">

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

<img src="/cache/referats/25668/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1043">по равновероятному з-ну СКП

2)Случайные погрешности

<img src="/cache/referats/25668/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044">

Длязависимых

rij=+1 , S=S1+S2

rij=-1,S=S1-S2

Для независимых:

rij=0, <img src="/cache/referats/25668/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

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

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

3)Сумма случайных исистематических погрешностей

Если отношение <img src="/cache/referats/25668/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1046"><img src="/cache/referats/25668/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1047">

а <img src="/cache/referats/25668/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1048">   

(НСП принебригают)

<img src="/cache/referats/25668/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><img src="/cache/referats/25668/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1050">   

(случ.погр. принебригают)

Если<img src="/cache/referats/25668/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1051"><img src="/cache/referats/25668/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1052">где

 <img src="/cache/referats/25668/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> , <img src="/cache/referats/25668/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

12.Сигналы измерительнойинформации.

Сигнал функционально связывающийс измеряемой ФВ, наз.сигналом измерительной информации.

1. Непрерывный по информативномупараметру и по времени.

-амплитудная модуляция АМ

-частотная ЧМ

-фазовая ФМ

2. Непрерывная по инф-му пар-ру и дискретна вовремени.

АИМ, ЧИМ, ШИМ

<img src="/cache/referats/25668/image062.jpg" v:shapes="_x0000_i1055">

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

<img src="/cache/referats/25668/image064.jpg" v:shapes="_x0000_i1056">

4.Квантованные по инф.парам и дискретные по времени

Кодоимпульсные сигналы.

<img src="/cache/referats/25668/image066.jpg" v:shapes="_x0000_i1057">

Представление сигналов.

1. Временное представление

U(t)=Um*Sinωt

y(t)= <img src="/cache/referats/25668/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1058">

2. Спектральные пр-е

y(t)=A0+<img src="/cache/referats/25668/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1059">  — ряд Фурье дляпериодических сигналов

Амплитудный спектр:

<img src="/cache/referats/25668/image072.jpg" v:shapes="_x0000_i1060">

Фазовый спектр:

<img src="/cache/referats/25668/image074.jpg" v:shapes="_x0000_i1061">

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

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

э/мех приборы состоят:

-измерительная цепь

-измерит.мех-зм

-отсчетное устр-во

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

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

Мвр=dWэм/dα– вращающийся момент

Мпр=W*α– противодействующий момент.

Логометр – прибор, в которомпротиводействующий момент созд.электр.полем.

Вспомогательное уст-во: Успокойтель гаситколебания стрелки. Арретир – только в гальванометрах, не позволяет им выходитьиз строя.

1. магнитоэлектрическая  система

Вращающийся момент возникает врезультате взаимодействия магн.поля простого магнитаи магнитного поля катушки с током.

Достоинства:

-высокая чувствительность до нА

-высокая точность

-малое собственное потребление жнергии

-слабое влияния внеш.полей

-низкая температурнаяпогрешность

-линейная и стаб-яхар-ка преобрпзования.

Недостатки:

-малая перегрузочная способностьпо току.

-сложность, дороговизна.

Применение:

Основной прибор(индикатор) вэлектронных СИ.

Гальвонометры,Логометры

2.Электромагнитная система.

Вращающийся момент за счетвзаимодействия одного или нескольких ферромагнитных сердечников подвижной частии магнитного поля неподвижной катушки.

Достоинства:

-простота констукции

-способность выдерживать высокиенагрузки и перегрузки

-измери 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.моментза 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 перегрузнаяспособоность

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-хпроводников, один из кот-х неподвижный, а другой подвиж.

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

Достоинства:

-малое собственное потреб-е

-слабая чувст-тьк частоте и форме напр-я

-возм-тьизмерения выс-х напр-й до100 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 спреобразователями – 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 любойформе сигнала.

Недостатки:

-малая перегру-яспос-ть

-зависимость показ.оттемпературы окр.ср.

-ограниченный срок службы.

15. Классификация цифровыхизмерительных устр-в. Основные хар-кицифр.уст-в.

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

Процесс, включающий в себядискретизацию, квантование и кодирование вх-йвеличины наз.аналого-цифровым преобразованием.

16. Вольтметры постоянногонапряжения. Компенсаторы.

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

1)прямого преобразования

U(t)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings">à

П<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings">àУПТ<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings">àИМ

U(t)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings">à

Уп<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">àП<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings">àИМ

Напряжениеизмеряется путем преобразования его в постоянное напряжение.

Преобразователипеременного тока в постоянный существует 3 вида детектора:

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

2)уравновешенныепреобразования

 SHAPE * MERGEFORMAT

U0

U(t)

ВУ

П

СУ

УПТ

ИМ

ПОС

Форм

<img src="/cache/referats/25668/image075.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045">

ВУсодержит делитель, ПОС- преобразователь цепи обратной связи

18. Влияния формы кривойнапряжения на показания вольтметра переменного тока.

U(t)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

Д<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">àШкала

Uш*0,707 = Ап1

Uср.в.*1,1=Ап2

U*1=Ап3

<img src="/cache/referats/25668/image077.gif" v:shapes="_x0000_i1063">

<img src="/cache/referats/25668/image079.gif" v:shapes="_x0000_i1064">

Um=max(U(t))

C1*Ums=Us

C2*Uср.вs=Us

C3*Us=Us

C1,C2,C3- градуирующийкоэффициент

С1=Us/Ums=1/Kas=1/^2=0,707

C2=Us/Uср.вs=Kфs=1,11

U(t)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

Эл.цепь<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">àV

19. Цифровые вольтметры с времяимпульсным преобразованием.

Воснову работы цифровых вольтметров постоянного тока с время-импульсным преобразованием положен время-импульсный метод преобразования постоянногонапряжения в пропорциональный интервал времени с последующим измерениемдлительности интервала цифровым способом. Структурная схема вольтметра

<img src="/cache/referats/25668/image081.jpg" v:shapes="_x0000_i1065">

Измеряемоенапря­жение подаётся на входное устройство, в котором напряжение приводится кнекоторому номинальному пределу с помощью делителя напряжения и далее поступаетна усилитель постоянного тока. В усилителе оно усиливается до величины, непревышающей максимального уровня сигнала генератора ли­нейно-изменяющегосянапряжения (ГЛИН), чтобы обеспечить сравнение этих напряжений. Запуск схемыосуществляется управляющим устройством, им­пульсы которого одновременнопроизводят сброс счетчика перед каждым из­мерением и срабатывание формирователяизмерительных импульсов. Работа цифровой части вольтметра поясняется временнымидиаграммами:

<img src="/cache/referats/25668/image083.jpg" v:shapes="_x0000_i1066">

Импульсыуправляющего устройства (а) запускают ГЛИН, вырабатывающий симметричноелинейно-изменяющееся напряжение (6). Это напряжение, являющееся образцовым,поступает на устройство сравнения (компаратор) двух напряжений, гдепроизводится сравнение измеряемого напряжения с выхода усилителя постоянноготока и напряжения ГЛИН. В момент равенства двух напряжений устройство сравнениявыраба­тывает импульс (г), которым производится срабатывание формирова­теляимпульсов, роль которого выполняет триггер с раздельным запуском. Другоесрабатывание триггера осуществляется импульсом управляющего устройства,проходящего через линию задержки, осуществляющую задержку импульса на величину,равную половине прямого хода сигнала ГЛИН (в). Таким образом длительностьимпульса формирователя (д) будет пропорциональнаизмеряемому напряжению Δt= kUx,где к — коэффициентпропорциональности, характеризующий угол наклона пилообразного напряжения.Импульс формирователя поступает на ключ, пропускающий за это время сигналыгенератора счетных импульсов на вход счетчика. Цифровое измерительноеустройство отображает на цифровом таб­ло количество счетных импульсов N = Δtf0(е). Полярность измеряе­мого постоянного напряженияопределяется очерёдностью срабатывания формирователя импульсов и соответствующийсигнал «-» или «+» подаётся в цифровое измерительное устройство.

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

Недостатки:влияниеразличных помех на результат измерения.

По лекциям:

<st1:place w:st=«on»><st1:City w:st=«on»>Ux</st1:City><span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

<st1:State w:st=«on»>Tx</st1:State></st1:place><span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">àN

а) с помощью линейно-измен.Напряжения

б) интегрирования

а)

 <img src="/cache/referats/25668/image085.jpg" v:shapes="_x0000_i1067">

<img src="/cache/referats/25668/image087.jpg" v:shapes="_x0000_i1068">

tx=Ux/Vмин

N=tx/T0=fotx=f0/Vмин*Ux

Причины возникновенияпогрешности:

-нестабильность ЛИН

-Настабильностьчастоты ГОЧ

-погрешность дискретности(Δ+-t0; δ=1/N)

20. ЦВ, исп. Метод двойногоинтегрирования.

U<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

tx

<img src="/cache/referats/25668/image089.jpg" v:shapes="_x0000_i1069">

<img src="/cache/referats/25668/image091.jpg" v:shapes="_x0000_i1070">

T1*Ux=U0*T2

Ux=T2/T1*U0=N2*T0/N1*T0=U0/N1*N2

Uвып=∫Uxdt=Uxt

Прибор помехоустойчив

Причины возникновенияпогрешностей:

-интегратор не идеален.

-СУ имеет порог чувствительности

21. Цифровые интегрирующиевольтметры(с частотно-импульсными преобразованиями)

Ux<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

fx<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">àN

<img src="/cache/referats/25668/image093.jpg" v:shapes="_x0000_i1071">

<img src="/cache/referats/25668/image095.jpg" v:shapes="_x0000_i1072">

Fx=k*Ux

N=Tизм/Tx=Тизм*Fx=Tизм*K*Ux

Причины погрешности:

-неидеальностьинтегратора

-порог чувствительности СУ

-нестабильность U0

-нестабильность Тизм

-стандартная погрешностьдискретности

Общие погрешности дост-т порядка 10-4 – 10-5

22. ЦВ уравновешивающего преобр-я

<img src="/cache/referats/25668/image097.jpg" v:shapes="_x0000_i1073">

<img src="/cache/referats/25668/image099.jpg" v:shapes="_x0000_i1074">

Погрешности: погрешности ЦАП ипорог чувствительности СУ.

23. Структура и принцип действияуниверсального электронного осциллографа. Основные характеристики.

Универсальные С1-…

Для исследования периодическихсигналов в полосе частот до 500 мГц. Амплитуда от мВдо 100В. Длительность сигнала от мс до с. Осциллограф в реальн.масштабе времени.

<img src="/cache/referats/25668/image101.jpg" v:shapes="_x0000_i1075">

Y – канал вертикального отклонения:

1)ВУ обеспечивает высокоевходное напряжение, коммутирующий емк-ть, открытый изакрытый вход, тут же стоит делитель.

2)ПУ- предварительный уселитель.

3)ЛЗ – линия задержки(не во всехприб.=0,1 мкс) для возможности просмотра переднего фронта импульса.

4)ВыхУ – выходной усилитель для усиления сигнала до полн.отклонения луча экрана.

Х – канал горизонтальногоотклонения:

ГР – генератор развертки. Дляформирования пилообразного напряжения развертки, обеспеч.Линейного перемещения луча.

Тр=nTс, n=1,2,3

Tp=tпр+tобр

Изменяет масштаб изображения погоризонтали.

Требование:

-высокая  линейность напряжения

-большой диапазон частоты

БС- блок синхронизации изапуска. Для получения устойчивого изображения сигнала.

УГО – усилитель горизонтальногоотклонения, увеличивает сигнал развертки, чтобы луч мог двигаться полностью поэкрану.

Канал Z предназначен для установкияркости изображения.

КА и КД –калибраторыамплитуды(длительности). Для повешения точности измерения путем поминальногозначения коэффициента развертки.

Режим работы осциллографа:

1. Автоколебательный – режимнепрерывной развертки. Для анализа периодических сигналов с небольшойскважностью.

2. Ждущий. Для исследованияимпульсов с большой скважностью.

3. Однократный(не во всех)

4. Растягивание во времени путемизмен.коэф-та УГО.

5. Быстрой/медленнойразвертки(не во всех)

Виды развертки: Линейнаяразвертка, круговая, спиральная.

Основные хар-ки:

1.АЧХ

<img src="/cache/referats/25668/image103.jpg" v:shapes="_x0000_i1076"> 

2.Переходная – отклик на экране осциллографана скачок напряжения на входе У

<img src="/cache/referats/25668/image105.jpg" v:shapes="_x0000_i1077">

3. Коэффициент отклонения

Kо=1/Sч, Sч=Кус*Sэлт

Ко=U/ly [В/дел]-масштаб поУ

4.Коэффициент развертки

Кр=tпр/lx [c/дел]

V=lx/tпр – скорость движения луча.

5. Zвх

НЧ Rвх>=1 МОм;Свх=30-50 пФ

ВЧ Rвх>=0,5МОм; Свх = 3-5 пФ.

24. Осциллографические методыизмерения параметров сигналов. Погрешности измерений.

1) U=Kотк[V/дел]*ly[дел]*Mo;   Мо=1;10

2) t=Кр[c/дел]*lx[дел]*Мр

Погрешности

Систематические:

1)

<img src="/cache/referats/25668/image107.jpg" v:shapes="_x0000_i1078">  

Uизм*b=Uдейст

2) <img src="/cache/referats/25668/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1079">

<img src="/cache/referats/25668/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1080">

3) случайная визуальнаяпогрешность

Δобщ= 0,4*q/l

q – ширина луча(из пасп.данных)

25. Цифровые осциллографы

26. Времяимпульсный измерительвременных интервалов. Принцип действия, структура, погрешности.

t<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">à

N

структурная схема:

<img src="/cache/referats/25668/image113.jpg" v:shapes="_x0000_i1081"> 

<img src="/cache/referats/25668/image115.jpg" v:shapes="_x0000_i1082"> где

<img src="/cache/referats/25668/image117.jpg" v:shapes="_x0000_i1083"> 

Эпюр напряжения:

<img src="/cache/referats/25668/image119.jpg" v:shapes="_x0000_i1084">

<img src="/cache/referats/25668/image121.jpg" v:shapes="_x0000_i1085">

Погрешности:

-относительная нестабильностьГОЧ

-погрешность дискретности.Определяется значением периода счетных импульсов То.

-погрешность δфпреобразования(нестабильность порога срабатывания формирователей)

27. Нониусный измеритель временныхинтервалов.

Данный метод позволяет уменьшитьобе составляющие погрешности – в начале измеряемого интервала и в конце.

Реализация метода:

<img src="/cache/referats/25668/image123.jpg" v:shapes="_x0000_i1086">

Импульс «старт» запускаетгенератор ГОЧ1. Импульсы с периодом Т1 поступают на счетчик СЧ1,где подсчитываются. Импульс «стоп» запускает ГОЧ2 с периодомповторения нониусных импульсов Т2 = Т1 — ΔT= Т1 -Т1/р,  обычно  р = 10,100. Число этих импульсов подсчитываетСЧ2. Импульсы с ГОЧ1 и ГОЧ2 поступают на входы схемысовпадения СС, на выходе которой при совпадении счетных и нониусныхимпульсов возни

еще рефераты
Еще работы по радиоэлекторонике. физике