задачник. МСС КонтрРасчЗад Заочник. Методические указания по разделам Метрология, Стандартизация иСертификация. Даны контрольные задания по этим разделам
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 3. СЕРТИФИКАЦИЯ Литература. [3] гл. 14-18, 20-22. [4] гл. 11 – 13. Вопросы для самопроверки 1. Что называется сертификацией продукции, услуг и иных объектов? 2. Перечислите цели сертификации. 3. Каковы полномочия в области сертификации Комитета РФ по стандартизации, метрологии и сертификации? 4. Что называется сертификатом и знаком соответствия? 5. Кто является участником обязательной сертификации? 6. Что называется добровольной сертификацией? 12 7. Назовите Правомочия государственных органов управления в области сертификации. 8. Перечислите обязанности центрального органа по сертификации. 9. Перечислите обязанности органа по сертификации. 10. Перечислите обязанности испытательной сертификационной лаборатории. 11. Перечислите обязанности изготовителей (продавцов, исполнителей) в области сертификации. 12. Каковы условия ввоза импортируемой продукции? 13. Какова ответственность за нарушение положений закона о сертификации продукции и услуг? 14. На основании каких правовых документов проводится сертификация электрической энергии? 15. Какие показатели качества электрической энергии подлежат обязательной сертификации? 16. Кто должен подавать заявку на сертификацию электрической энергии? Должен знать: основные положения закона о сертификации и услуг; основные положения закона РФ о защите прав потребителей. Должен уметь: пользоваться системами сертификации в области энергетики. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ Каждый студент обязан выполнить один из вариантов контрольного задания, состоящего из набора типовых задач и вопросов по изучаемым темам. Номер варианта с 1 по 30 контрольного задания соответствует двум последним числам учебного шифра в зачетной книжке. Если последние числа превышают число 30, то вариант определяется как остаток после вычитания 30 из двух последних чисел учебного шифра, до тех пор, пока не останется число менее 30. Номера задач в вариантах состоят из двух цифр. Первая цифра соответствует номеру варианта, вторая – номеру задачи. Пример. Варианту 5 соответствуют задачи 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9. ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 1. Основные понятия и определения 1-1. Как подразделяются погрешности средств измерений по способу выражения? 1-2. Как подразделяют погрешности средств измерений по причине и условиям возникновения? 13 1-3. Какие погрешности называются мультипликативными и аддитивными? 1-4. Как определяются абсолютная, относительная и приведенная погрешности? 1-5. Как определяется вариация показаний? 1-6. Как обозначаются на шкалах измерительных приборов классы точности? 1-7. Какие числовые значения используются для характеристики случайных погрешностей? 1-8. Что является причинами возникновения методической погрешности измерения при подключении вольтметра, амперметра и ваттметра в схему? 1-9. Какова причина появления дополнительной погрешности? 1-10. Назовите причины появления систематических погрешностей измерений. 1-11. Что называется поверкой средства измерения? 1-12. Какова цель поверки? 1-13. Чем определяется порядок проведения поверки ? 1-14. Что называется метрологической экспертизой? 1-15. Что называется метрологической ревизией? 1-16. Какие средства измерения обязаны подвергаться процедуре поверки? 1-17. Расшифруйте приставки, стоящие перед единицей измерения: "гига", "мега", "пико", "тера". 1-18. Какая информация называется априорной? 1-19. Что понимается под нормальной областью значений влияющих величин? 1-20. Что понимается под рабочей областью значений влияющих величин? 1-21. Что понимается под предельными условиями измерений? 1-22. Какие части средств измерений подвергаются контролю при поверке? 1-23. Чем определяется порядок проведения поверки средства измерения? 1-24. Какие погрешности называются динамическими? 1-25. Какие погрешности называются статическими? 1-26. Какой метод измерения называется рандомизацией? 1-27. Что называется "Эталоном единицы физической величины"? 1-28. Что понимается по действительным значением измеряемой величины? 1-29. Какой закон распределения погрешностей называется нормальным? 1-30. Какова причина появления погрешности оператора? 14 2. Виды и методы измерений, классы точности 2-1. Приведите примеры использования метода замещения. 2-2. Приведите примеры использования метода совпадения. 2-3. Приведите примеры использования нулевого метода измерения. 2-4. Приведите примеры использования дифференциального метода измерения. 2-5. За счет чего достигается высокая точность нулевого метода измерения? 2-6. Какие известны методы, в которых мера непосредственно участвует в процессе измерения? 2-7. Как называется метод, в котором мера непосредственного участия в процессе измерения не принимает? 2-8. Какая величина принимается за нормирующее значение при равномерной односторонней шкале? 2-9. Какая величина принимается за нормирующее значение при равномерной двухсторонней шкале (для средств, измеряющих как положительные, так и отрицательные значения)? 2-10. Какая величина принимается за нормирующее значение при неравномерной шкале и с пределом ? 2-11. Какая погрешность называется мультипликативной? 2-12. Какая погрешность называется аддитивной? 2-13. С какой целью проводятся многократные измерения? 2-14. Чем вызвана инструментальная погрешность измерения? 2-15. Для каких измерительных средств основная погрешность прибора нормируется как предел допускаемой приведенной погрешности? 2-16. Для каких измерительных средств основная погрешность прибора нормируется как предел допускаемой относительной погрешности? 2-17. Как можно учесть в результате измерения систематическую погрешность средства измерения? 2-18. Какие погрешности называются грубыми? 2-19. Приведите пример использования метода непосредственной оценки. 2-20. Какие измерения называются совокупными? 2-21. Какие измерения называются совместными? 2-22. Какие измерения называются косвенными? 2-23. Какие измерения называются прямыми? 2-24. Что означает на шкале измерительного прибора знак 0,1/0,01? 2-25. Какие погрешности учитываются при использовании двухчленной формулы. 2-26. Приведите примеры средств измерения, имеющих периодическую погрешность. 2-27. Приведите примеры средств измерения, погрешность которых изменяется по сложному закону. 15 2-28. Какая погрешность называется инструментальной? 2-29. Как производится нормирование основной погрешности средств измерений при преобладании аддитивной составляющей погрешности? Как в этом случае обозначается класс точности? 2-30. Как производится нормирование основной погрешности средств измерений при преобладании мультипликативной составляющей погрешности? Как в этом случае обозначается класс точности? 3. Однократные прямые измерения 3-1. При измерении тока в диагонали неуравновешенного моста миллиамперметром класса точности 1,0 с верхним пределом 50 мА получено значение 15 мА. Определить диапазон возможных действительных значений тока. 3-2. В качестве плеч моста (рис. 1) используют резисторы R 2 = 3 кОм ± 2,5 % и R 4 = 1 кОм ± 2,5%. Определить сопротивление R X и погрешность его измерения, если равновесие моста наступает при сопротивлении магазина R 3 = 410 Ом. Рис. 1 Рис. 2 3-3. Для измерения ЭДС в цепи схемы рис. 2 использован вольтметр с внутренним сопротивлением 1000 Ом. Определите относительную погрешность метода измерения, обусловленную внутренним сопротивлением прибора, если R = 100 Ом. 3-4. Наибольшая абсолютная погрешность при измерении тока диа- гонали моста миллиамперметром с верхним пределом измерения 100 мА при токе 20 мА составляет 1,2 мА. Определить наибольшую относительную и приведенную погрешности, класс точности прибора. 3-5. При поверке амперметра о пределом измерения 5 А в точках I, 2, 3, 4, 5 получили соответственно следующие показания образцового прибора: 0,95; 2,07; 3,12; 4,08; 4,95 А. Определите абсолютные и относительные погрешности для каждой отметки амперметра. К какому классу можно отнести амперметр по результатам поверки? 3-6. Наибольшая абсолютная погрешность при измерении напряжения вольтметром с верхним пределом измерения 100 В при напряжении 20 В Е R R R R x 2 3 4 R V 16 составляет 2,4 В. Определите наибольшую относительную и приведенную погрешности, класс точности прибора. 3-7. Определите относительные погрешности измерения тока в каждой из оцифрованных точек шкалы амперметра. Прибор, рассчитанный на 5 А имеет класс точности 1,0. Шкала прибора оцифрована через 1 А. 3-8. Определите наибольшую возможную разницу показаний двух параллельно включенных вольтметров с пределами измерения 150 В, если класс точности одного вольтметра 1,5, а второго 2,5. 3-9. Чему равен предел допускаемой относительной погрешности при отсчете 25 А по шкале прибора класса 0,5 точности с пределами 0-50 А и равномерной шкалой? 3-10. Показания двух параллельно включенных вольтметров равны U 1 = 9,5 В и U 2 = 10 В. Определите, у какого из вольтметров меньше наибольшая относительная погрешность измерения: у вольтметра типа М1214 класса точности 1,0, имеющего предел измерения 50 В, или у вольтметра типа С70 класса точности 1,5, имеющего предел измерения 10 В. Погрешностью метода измерения, обусловленной внутренним сопротивлением вольтметра, пренебречь. 3-11. Классы точности двух вольтметров одинаковы и равны 1,0, верхние пределы измерения различны – 10 и 50 В соответственно. В каком соотношении находятся возможные наибольшие абсолютные погрешности приборов при одинаковом измеряемом значении напряжения? 3-12. Необходимо измерить ток I = 4 А. Имеются два амперметра: один класса точности 0,5, имеет предел измерения 20 А, другой – класса точности 1,5, имеет предел измерения 5 А. Определите у какого прибора меньше предел допускаемой основной относительной погрешности. 3-13. При поверке милливольтметра класса точности 1,0 с пределом измерения 300 мВ максимальные погрешности измерения напряжения от 50 до 300 мВ с шагом 50 мВ составили 1,5; 1,0; 0,5; 3 и 2,5 мВ. Соответствует ли милливольтметр своему классу точности? 3-14. При поверке амперметра класса точности 2,5 с пределом измерения 1 А максимальные погрешности измерения тока от 0,5 до I А с шагом 0,1 А составили 0,015; 0,01; 0,005; 0,003; 0,025 А. Соответствует ли амперметр своему классу точности? 3-15. После ремонта вольтметра класса точности 1,5 с пределом измерения 50 В проверена основная погрешность прибора, которая была наибольшей при напряжении 29 В и составила 1 В. Сохранился ли класс точности прибора после ремонта? 3-16. При пяти измерениях одного и того же напряжения датчика с помощью вольтметра получены следующие результаты в [B]: 3,35; 3,4; 3,3; 3,45; 3,25. Считая среднее арифметическое значение измеренных напряжений истинным, определить границы абсолютной и относительной погрешностей. Найти класс точности вольтметра, если верхний предел измерения 5 В. 17 3-17. После ремонта щитового амперметра класса точности 1,5 с пределом измерения 5 А определена основная погрешность прибора, которая оказалась наибольшей при токе 2,5 А и составила 0,06 А. Сохранился ли класс точности прибора после ремонта? 3-18. При поверке электродинамического ваттметра в последова- тельной ветви протекает ток от стабилизированного источника I ст = 0,1 А. При точных значениях напряжения нагрузки 10, 15, 36 В показания прибора 1,05, 1,6 и 3,55 Вт. Определите максимальную абсолютную погрешность измерения. Каков класс точности ваттметра, если верхний предел 5 Вт? 3-19. Определите наибольшую разницу показаний двух параллельно включенных вольтметров, если класс точности первого вольтметра К 1 = 2,5, предел измерения U к1 = 150 В, класс точности второго вольтметра К 2 = 1,5, предел измерения U к2 = 200 В. 3-20. Определите возможную наибольшую разницу показаний двух по- следовательно включенных амперметров, измеряющих ток I = 1,5 А. Класс точности первого амперметра К 1 = 0,5 с пределом измерения I к1 = 5 А, класс точности второго амперметра К 2 = 1,0 со шкалой от -3 до +3 А. 3-21. С помощью какого вольтметра можно более точно измерить напряжение U = 220 В? Первый вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерения 350 В, второй – класса точности 1,5, с пределом измерения 250 В. 3-22. Какой амперметр следует использовать для более точного измерения тока I =10 А? Первый амперметр класса точности 2,5 со шкалой от 0 до 15 А, второй – класса точности 0,5 со шкалой от -15 до +15 А. 3-23. Определите допустимые основные абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения U = 50 В вольтметром BK3-6I класса точности 0,4/0,2. Диапазон измерения вольтметра от 10 -2 до 10 3 В. Измерения проводятся на поддиапазоне U к = 100 В. 3-24. Каких классов точности вольтметры с диапазоном измерения от -50 до +150 В можно использовать для измерения напряжения U = 120 В с погрешностью измерения не более 5 %? 3-25. Можно ли измерить ток I = 50 А с погрешностью не более ±0,4 А амперметром класса точности 0,5 с конечным значением шкалы I к = 95 А? 3-26. Определите абсолютные допустимые погрешности универ- сальных цифровых приборов В7-39 класса точности 0,006/0,001 с диапазоном измерения от 10 -4 до 10 8 Ом и B7-4I класса точности 0,2/0,1 с диапазоном измерения от 0,1 до 2 10 7 Ом использованные для измерения сопротивления R = 5 МОм. 3-27. Вольтметр B3-52/1, имеющий класс точности К = 2/0,5 и поддиапазоны измерения 10, 30, 100, 300, 1000, 3000 В и вольтметр BK3-61 класса точности 0,6/0,4 с поддиапазонами 100 мВ, 1 В, 10 В, 100 В, 1000 В 18 используются для измерения напряжения U = 250 В. Какой из вольтметров обеспечивает более высокую точность измерения? 3-28. Для измерения тока использованы универсальные цифровые приборы В7-37 класса точности 0,4/0,2 с диапазоном измерения от 10 -8 до 10 А и B7-4I класса точности 0,4/0,1 с диапазоном измерения от 10 -7 до 10 А. Какой из указанных приборов следует использовать для более точного измерения тока 250 мА и какова в этом случае допустимая абсолютная погрешность измерения? 3-29. Ваттметр, подключенный к источнику ЭДС 133 мВ внутренним сопротивлением 20 Ом, показывает 900 мВт. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения мощности. Соответствует ли ваттметр указанному на шкале классу точности 0,5, если верхний предел измерения 1 Вт? 3-30. Какой из вольтметров при измерении напряжения 220 В обеспечит требуемую точность результата 1,5 %, если один из них имеет класс точности 1,5 с равномерной шкалой от 0 до 250 В, а второй класса точности 0,1/0,01 с пределом измерения 1500 В? 4. Косвенные измерения. Погрешность метода. Суммирование погрешностей 4-1. Сопротивление рассчитывается по показаниям ваттметра и амперметра. Вычислить наибольшую возможную абсолютную погрешность измерения сопротивления, если мощность Р = 7 Вт, ток I = 2,5 А, погрешность измерения мощности Р = ±1 %, погрешность измерения тока I = ±2 %. 4-2. Мощность определяется по показаниям следующих измерительных приборов: амперметра класса точности 0,5 со шкалой от 0 до 15 А, вольтметра класса точности 1,5 со шкалой от 0 до 50 В, фазометра класса точности 1,5 со шкалой 0,5-1-0,5. При этом, амперметр показывает ток I = 9 А, вольтметр – напряжение U = 35 В, фазометр – коэффициент мощности cos = 0,85. Определите относительную погрешность измерения мощности. 4-3. Определите наибольшую относительную погрешность измерения напряжения U, если показания вольтметров равны U 1 = 110 В, U 2 = 80 В, U 3 = 30 В. Напряжения на резисторах R 1 и R 2 измерялись вольтметрами класса точности 2,5 с пределом измерения U К = 150 В, а напряжение на резисторе R 3 – вольтметром класса точности 1,5 с верхним пределом измерения 50 В. Схема включения вольтметров показана на рис. 3. 4-4. Запишите результат измерения напряжения на резисторе (рис. 4), если показания вольтметров равны U 1 = 220 В, U 2 = 180 В. Измерения были 19 А А R R x I I I 1 1 2 1 2 R R R1 2 1 2 V V V 3 3 U выполнены в нормальных условиях вольтметрами, имеющими класс точности 1,0 и предел измерения U К = 250 В. 4-5. Вычислите наибольшую возможную относительную погрешность измерения тока I (рис. 5), если показания амперметров равны I 1 = 60 А, I 2 = 50 А. Измерения проведены в нормальных условиях амперметрами класса точности 1,5 с пределом измерения I к = 100 А. Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5 4-6. Определите наибольшую возможную относительную погрешность измерения энергии ваттметром с пределом измерения 750 Вт, класса точности 0,5 и шкалой на 150 делений за время 120 1,5 с, если показания ваттметра равны 60 делениям в течение всего времени измерения. 4-7. Сопротивление R х рассчитывается по непосредственно измеряемым значениям сопротивлений R 1 , R 2 , R 3 по соотношению: R х = R 1 R 2 2 /R 3 . Определить величину сопротивления R х и ее относительную погрешность, если R 1 = 10 Ом, R 1 = 0,1 %, R 2 = 12 Ом, R 2 = 0,01 %, R 3 = 12 Ом, R 3 = 0,05 %. 4-8. Определите допустимую наибольшую относительную погрешность измерения тока в неразветвленной части цепи, если измеряются токи в двух параллельных ветвях амперметрами, имеющими предел измерения 20 А и классы точности 1,0. Показания амперметров: I 1 = 10 А; I 2 = 11 А. 4-9. Определите класс точности вольтметра с номинальным напряжением 300 В, необходимого для косвенного измерения мощности, потребляемой в нагрузке, с наибольшей относительной погрешностью измерения не превышающей 2 %, если напряжение на нагрузке U н = 200 В, а ток I н = 0,1 А измеряется с наибольшей относительной погрешностью 1 %. Мощностью, потребляемой приборами, пренебречь. 4-10. Для измерения падения напряжения на сопротивлении R 1 (рис. 6) используются вольтметры V 1 и V 2 классов точности 1,5 с пределом измерения соответственно 150 и 75 В. Определите допустимую наибольшую относительную погрешность измерения напряжения U R 1 и возможные R R1 R R1 1 V V U 2 2 20 пределы его действительного значения, если приборы показали U 1 = 100 В, U 2 = 70 В. 4-11. В схеме, изображенной на рис. 7, ток I измеряется с помощью микроамперметра класса точности 1,5, имеющего предел измерения 10 мкА и внутреннее сопротивление R А = 730 Ом. При U = 25 мВ и R вх = 5 кОм определите: 1) погрешность метода измерения, обусловленную собственным сопротивлением микроамперметра; 2) наибольшую относительную погрешность, обусловленную классом точности. 4-12. Для измерения тока (рис. 8) используется миллиамперметр класса точности К = 1,5 с пределом измерения I к = 50 мА и внутренним сопротивлением R A = 200 Ом. Определите погрешности измерения тока, обусловленные классом точности и методом измерения, если R = 1 кОм, Е = 36 В. 4-13. Вольтметром измеряется напряжение на зажимах цепи (рис. 9). Предел измерения вольтметра 1,5 В, ток полного отклонения 1,5 мА, Е = 1,5 В, R = 60 Ом, R 1 = 500 Ом. Определите сопротивление вольтметра и Рис. 6 Рис. 7 Рис. 8 погрешность метода измерения, обусловленную внутренним сопротивлением вольтметра. 4-14. Для измерения тока (рис. 10) используется миллиамперметр класса точности К = 1,0 с пределом измерения I к = 50 мА, внутренним сопротивлением R A = I90 Ом. Определите погрешность метода измерения тока и относительную основную погрешность, обусловленную классом точности, если Е = 22 В, внутреннее сопротивление источника R Е = 100 Ом и R = 1000 Ом. 4-15. Каким должно быть сопротивление вольтметра, чтобы погрешность измерения падения напряжения на сопротивлении R 2 (рис. 11) была не более 5 %. Сопротивление источника R Е = 10 Ом, R 1 = 100 кОм, R 2 = 300 кОм. R R1 R R1 1 V V U 2 2 R R I А Е А А U R вх I 21 Рис. 9 Рис. 10 4-16. Решить задачу 4-15 при условии, что вольтметром измеряется падение напряжения на сопротивлении R 1 4-17. Определите, начиная с какого значения R x погрешность его измерения не превысит 1 %, если сопротивление амперметра R А = 0,029 Ом, а сопротивление вольтметра R V = 4300 Ом. Схема включения приборов приведена на рис. 12. 4-18. Решите задачу 4-17 если схема включения приборов соответствует рис. 13. Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13 4-19. Электрическая цепь, имеющая сопротивление R = 100 Ом, питается от источника постоянного напряжения. Для измерения силы тока в цепь включили амперметр с внутренним сопротивлением R А = 1 Ом. Какова была сила тока в цепи до включения амперметра, если амперметр показал 5 А? Какую погрешность в измерение внес амперметр? 4-20. Чему равна относительная погрешность от влияния сопротивления утечки R ут (сопротивления изоляции между зажимами, к которым подключается измеряемое сопротивление R х ), если R ут = R х = 10 10 Ом? 4-21. Определить с доверительной вероятностью 0,95 границы доверительного интервала, если известны составляющие: методическая м = 0,5 %, от повышенной влажности вл = 0,05 %, температуры t = 1,5 %, основная погрешность 1,0 %. R R I А Е Е Н R R V E 1 R R V 1 2 Е А Rx V U А Rx V U 22 4-22. Чему равны относительная допустимая погрешность измерения, обусловленная классом точности ваттметра класса точности 0,5 с равномерной шкалой от 0 до 100 Вт включенного согласно рис. 14 и методическая погрешность измерения, если сопротивление нагрузки 1000 Ом, последовательно включенной катушки 100 Ом, цепи неподвижной катушки 20 кОм. Показание ваттметра 25 Вт. 4-23. Решить задачу 4-22 при включении ваттметра согласно рис. 15. Рис. 14. Рис. 15. 4-24. Чему, с вероятностью 0,95, равна общая погрешность измерения, если известно, что основная погрешность средства измерения равна 1 %, погрешность от нестабильности напряжения питания 0,5 %, от влияния температуры 0,5 % и от влияния внешних магнитных и электрических полей 1 %. 4-25. С вероятностью 90 % определить общую погрешность измерения, при условии, что основная погрешность средства измерения равна 1,5 %, погрешность от нестабильности напряжения питания 1 %, от влияния температуры 0,5 %. 4-26. Запишите с указанием максимально допустимой относительной погрешности результат измерения R = U/I, U = (10,2 0,1) В; I = 0,9 А 1 %. 4-27. Запишите с указанием максимально допустимой относительной погрешности результат косвенного измерения тока I = I 1 + I 2 , где I 1 = 8,16 А 8 %, I 2 = 2,09 А 1 %. 4-28. Запишите с указанием максимально допустимой относительной погрешности результат косвенного измерения сопротивления , 3 2 1 R R R R где R 1 = (10,1 0,1) Ом, R 2 = (5,6 0,1) Ом, R 3 = (40,3 0,2) Ом. 4-29. Запишите с указанием максимально допустимой относительной погрешности результат косвенного измерения сопротивления , 3 2 1 R R R R где R 1 = 10,1 Ом 0,1 %, R 2 = 5,6 Ом 0,1 %, R 3 = 40,3 Ом 0,2 %. R U н R U н |