Реферат: Экзаменационные билеты (по метрологии)
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Tahoma">1)<span Times New Roman"">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Чтоназывается измерениями? <span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Измерения– это нахождение значения физической величины опытным путем с помощьюспециальных технических средств. В радиотехнике объектами измерения являютсяпараметры и характеристики радиотехнических цепей и сигналов в широком диапазонечастот вплоть до оптического.<span Tahoma",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Tahoma">2)<span Times New Roman"">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Метрологиякак наука об измерениях.<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Метрология – это наука об измерениях и методах обеспечения их единства.Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическимипроблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теорияизмерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений,методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений иединообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методыпередачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большоезначение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений,влияющих на результаты и погрешности измерений.<span Tahoma",«sans-serif»;mso-fareast-font-family:Tahoma">3)<span Times New Roman"">
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Методы измерений. <span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Метод измерений – это совокупностьприемов использования принципов и средств измерений. Все без исключения методыизмерения являются разновидностями одного единственного метода – методасравнения с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной,воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной). Различают следующиеразновидности этого метода:<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">метод непосредственной оценки
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">, (значение измеряемой величиныопределяют непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, накоторую непосредственно действует сигнал измерительной информации, например,измерение электрического напряжения вольтметром);<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">метод противопоставления
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> (измеряемая величина и величина,воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения –компаратор, например – равноплечие весы).<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">дифференциальный метод
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">(сравнениемеры длины с образцовой на компараторе)<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">нулевой метод
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> <span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">(результирующий эффект воздействия величин на приборсравнения равен нулю)<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">метод замещения –
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">измеряемую величину заменяют известнойвеличиной, воспроизводимой мерой <span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">(взвешивание с поочередным помещениемизмеряемой массы и гирь на одну чашу весов)<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">метод совпадений –
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">разность между измеряемой величиной ивеличиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал илипериодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом)<span Tahoma",«sans-serif»;mso-fareast-font-family:Tahoma">4)<span Times New Roman"">
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Методы измерений в зависимости отспособа получения результата<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">4.1Прямое измерение –
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">измерение,при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытныхданных.<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">4.2Косвенное измерение
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">– измерение, при котором искомое значение величины находят по известнойзависимости межу этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям <span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">(нахождениеплотности по массе и размерам)<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">4.3Совокупные измерения
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">– производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, прикоторых искомые значения величин находят из системы уравнений, получаемых припрямых измерениях <span Tahoma",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">(нахождение массы гири в наборе поизвестной массе одной из них и по результатам сравнения масс различныхсочетаний гирь)4.4 Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двухили более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.
5)<span Times New Roman"">
Методысравнения – противопоставления, дифференциальный, нулевой замещения,совпадений (см. п.3)6)<span Times New Roman"">
Единицафизической величины – физическая величина (ФВ) фиксированного размера,которой условно присвоено значение, равное единице, и применяемая дляколичественного 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 единицамиили же с основными и уже определенными производными. Производная единицаназывается когерентной, если в этомуравнении числовой коэффициент равен единице.
7)<span Times New Roman"">
Международнаясистема СИ – когерентная система единиц ФВ. Включает в себя следующиевеличины:7.1<span Times New Roman"">
7.2<span Times New Roman"">
7.3<span Times New Roman"">
7.4<span Times New Roman"">
7.5<span Times New Roman"">
7.6<span Times New Roman"">
7.7<span Times New Roman"">
8)<span Times New Roman"">
Основныеединицы 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
W
В/А
Проводимость
сименс
См
S
А/В
Индуктивность
генри
Г
H
Вб/А
9)<span Times New Roman"">
Погрешностиизмерений – отклонения результатов измерения от истинного значенияизмеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значениеневозможно.А) По числовойформе представления
А.1) Абсолютная погрешность
DА=Ад-Аизм(действит. минус измерянное)
А.2) Относительные погрешности
А.2.1) Относительнаядействительная <img src="/cache/referats/3876/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
А.2.2) Относительнаяизмерянная <img src="/cache/referats/3876/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">
А.2.3) Относительнаяприведенная <img src="/cache/referats/3876/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">
Amax– максимальное значениешкалы прибора
B) По характеру проявления
В.1) Систематические (могутбыть исключены из результатов)
В.2) Случайные
В.3) Грубыеили промахи (как правило, не включаются в результаты изм)
10)<span Times New Roman"">
Классификация погрешностей в зависимости отспособа возникновения (См.п 9-В)11)<span Times New Roman"">
Абсолютнаяи относительная погрешности (см. пп А1 и А2)12)<span Times New Roman"">
Приведеннаяпогрешность (см. п А.2.3)13)<span Times New Roman"">
Классификацияпогрешностей в зависимости от эксплуатации приборов13.1 Основная – это погрешность средства измерения при нормальныхусловиях
13.2 Дополнительная погрешность – это составляющая погрешностисредства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо извлияющих величин или неинформативных параметров от нормативного значения иливыхода за пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностейстолько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.
14)<span Times New Roman"">
Средства измерений (СИ) – техническиесредства, предназначенные для измерений. Хранят единицу или шкалу ФВ, имеютнормированные метрологические характеристики, которые принимаются неизменными(в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.В общем случае, СИ включает в себя меру, измерительный преобразователь иустройства сравнения или индикации.15)<span Times New Roman"">
Измерительные преобразователи (Пр) каксредства измерений. Пр – техническое средство, служащее для преобразованияизмеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации,удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированныеметрологические характеристики. Различают: первичные Пр – первые визмерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина; промежуточные;передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр называют также датчиком.16)<span Times New Roman"">
Измерительные установки и измерительныеинформационные системы. Измерительный прибор (ИП) – наиболеераспространенное СИ, предназначенное для выработки измерительной информации вформе, доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своемсоставе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующиесамопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие, сравнения. СИ могут бытьфункционально объединены в измерительные установки. Если в них включеныобразцовые СИ, их называют поверочными установками. Если СИ соединяются междусобой каналами связи и предназначаются для выработки измерительной информации вформе, доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупностьназывают измерительной системой.17)<span Times New Roman"">
Дольные и кратные приставки17.1 Дольные приставки
10-1
Деци
д
d
10-2
Санти
с
C
10-3
Милли
м
m
10-6
Микро
мк
m
10-9
Нано
н
n
10-12
Пико
п
p
10-15
Фемто
ф
f
10-18
Атто
а
a
17.2 Кратныеприставки
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
18)<span Times New Roman"">
Отсчетное устройство (шкала и стрелка). Отсчетноеустройство – часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчетапоказаний. Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа ит.п. Шкала – часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок ичисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины. Отметкимогут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут быть в видекаплевидных, ножевидных и световых стрелок.19)<span Times New Roman"">
Виды шкал. Шкалы могут бытьодносторонние 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, диапазономпоказаний, диапазоном измерений и пределами измерений. Деление – это промежутокмежду 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 нормированапредельная допустимая погрешность. Предел измерения – это наибольшее илинаименьшее значение диапазона измерения. На каждом диапазоне прибор имеет двапредела: ХВ – верхний предел, ХН – нижний предел.20)<span Times New Roman"">
Цена деления – это разность значенийвеличин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Для шкал с однимдиапазоном измерения цена деления определяется по формуле <img src="/cache/referats/3876/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">С – ценаделения, n – количестводелений 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 <img src="/cache/referats/3876/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">В –верхний предел измерения, N– количество делений или номер последнего деления шкалы.21)<span Times New Roman"">
Чувствительность прибора (иличувствительность средства измерения) – это реакция на подведение к немуизмеряемой величины. Чувствительность может вычисляться как абсолютная <img src="/cache/referats/3876/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> так и относительная <img src="/cache/referats/3876/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"><img src="/cache/referats/3876/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032"><span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">Sa=1/C.22)<span Times New Roman"">
Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика средства измерения,определяемая пределами основной и допускаемых дополнительных погрешностей идругими свойствами, влияющими на точность средства измерения, значения которыхуказаны в стандартах и технических условиях на данный вид средств измерений.Правила обозначения класса точности: обозначение класса точностизависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной)
А) Если предел основной погрешности выражается в виде абсолютной погрешности, то классобозначается в виде больших букв латинского алфавита или римских чисел,например: C, M, I. Классамточности, обозначаемым буквам, находящимся ближе к началу алфавита, илименьшими значащими цифрами, соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей.
В) Для средств измерений, пределы основной допускаемой погрешностикоторых принято выражать в форме приведеннойпогрешности, классы точности следует писать в виде чисел изпредпочтительного ряда чисел: 1<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1033">n; 1,5<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1034">n; 2<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1035">n; 2,5<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1036">n; 4<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1037">n; 5<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1038">n; 6<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1039">n, где n=1; 0; -1; -2; -3 и т.д.
С) Если предел допускаемой погрешности выражается в виде относительнойпогрешности, то класс выбирается из приведенного ряда чисел, и обводитсяокружностью. Например <img src="/cache/referats/3876/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> 2,5
D) Еслипредел допускаемой основной погрешности выражается в виде двухчленной формулыотносительной погрешности, то класс обозначается в виде дроби c/dпричемчисла “c” и“d” выбираются изприведенного предпочтительного ряда.
Например: <img src="/cache/referats/3876/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1041">
23)<span Times New Roman"">
Обработка прямых равноточных многократныхизмерений одной и той же величиныПринцип подсчета – заменяемматематическое ожидание средним арифметическим. а) Делаем несколько измерений одной и той же величины, высчитываемсреднее арифметическое Сср. б)Далее подсчитываем <img src="/cache/referats/3876/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> для каждого значения <span Times New Roman",«serif»">С
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:UK">і<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:UK">. в)Возводим каждое иззначений <img src="/cache/referats/3876/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1043">г) Вычисляем среднеквадратическую погрешностьсреднего арифметического по формуле <img src="/cache/referats/3876/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1044">n– количество измерений. д)используя из условия данные доверенной вероятности (р) определяем по таблицекоэффициент Стьюдента, а затем значение доверенного интервала в единицахизмеряемой величины. При р=0,95 <img src="/cache/referats/3876/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> tpn=2,18; доверенный интервал – <img src="/cache/referats/3876/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> = 2,18<img src="/cache/referats/3876/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1047"><img src="/cache/referats/3876/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> е)Окончательный результат записываем ввиде формулы <img src="/cache/referats/3876/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1049">[единицаизм. величины]24)<span Times New Roman"">
Классификациясредств измерений. Средства измерений классифицируются по весьмаразнообразным признакам, которые в большинстве случаев взаимно независимы, и вкаждом СИ могут находиться почти в любых сочетаниях. Основные критерии:-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
По некоторым признакамклассификация различных СИ одинакова, по другим она различна. Некоторыепризнаки применимы к одним видам СИ и неприменимы к другим. Наибольшее числопризнаков охватывает классификация электроизмерительных приборов.
25)<span Times New Roman"">
КлассификацияСИ в зависимости от устойчивости к механическим воздействиям. По степенизащиты от внешних воздействий различают СИ обыкновенные, пылезащищенные,брызго- водо- газозащищенные, герметические и взрывобезопасные. К обыкновеннымпо устойчивости к механическим воздействиям приборам и их вспомогательнымчастям относятся такие приборы и части, которые в упаковке для перевозкивыдерживают без повреждения транспортную тряску на протяжении двух часов.Следующая категория – приборы обыкновенные с повышенной механическойпрочностью. Еще более требования предъявляются к приборам, тряскопрочным,вибропрочным и ударопрочным. Важна также устойчивость к перегрузкам.Электроизмерительные приборы могут выдерживать только кратковременнуюперегрузку. Их испытывают ударами током (девятью) в 10 раз превышающим номинальный, продолжительностью в 0,5 с иинтервалом в одну минуту, с последующим одним ударом таким же током,продолжительностью в 5 сек.26)<span Times New Roman"">
Поверкасредств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых дляопределения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают государственные(внеплановые), обязательные (при производстве прибора) и периодические. Приповерке сравниваются меры или показатели измерительных приборов с более точнойобразцовой мерой или с показаниями образцового прибора. Класс точностиобразцового прибора должен быть на 3 единицы выше поверяемого.27)<span Times New Roman"">
Операцииповерки средств измерений. В операцию поверки входит предварительныйвнешний осмотр и проверка комплектности прибора. Поверка производится поповерочной схеме, составленной соответствующей метрологической организацией.Сроки и методы поверки регламентируются нормативной документацией. Результатыповерки оформляются в виде протокола и по окончании поверки делается вывод пропригодность данного прибора к эксплуатации.28)<span Times New Roman"">
Методыповерки средств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых дляопределения или оценки погрешностей СИ.Основныеметоды поверки:
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">
-<span Times New Roman"">