Ответы на вопросы. Общие 1 Понятие метрологии
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
ОБЩИЕ 1) Понятие метрологии (определение) - Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а также способов достижения требуемой точности. 2) Что такое средство измерения (СИ)? (определение) - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. 3) Что такое измерение? (определение) Что является целью измерений? -Измерение - это процесс приёма и преобразования информации об измеряемой величине для получения количественного результата её сравнения с единицами измерения в форме, наиболее удобной для использования. Цель измерения – это величина, относительная или выраженная в процентах, которая указывает вероятность того, что истинное значение лежит в пределах полученного результата 4) Что такое точность измерений? (определение) - степень совпадения показаний измерительного прибора с истинным значением измеряемой величины. 5) Как представляется результат измерения? Разъясните запись. - Так как оценочные значения результата измерений x(c палкой сверху) и ошибки Δx не являются точными, запись (3) результата измерений должна сопровождаться указанием его надежности P. (8.34 ± 0.02) мм, (P = 0.95) 6) Что такое физическая величина, истинное значение величины, действительное значение физической величины? -· Измеряемое качество, признак или свойство материального объекта или явления. · Действительное значение получается экспериментальным путем, достаточно близко к истинному значению. · Истинное значение идеальное, единственное значение величины. Термин используется тогда, когда можно пренебречь неопределённостью значения. 7) Что такое погрешность? (определение) - это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. 8) Что такое нормирование? (определение) -установление границ допустимости отклонений реальных метрологических характеристик средств измерений от номинальных их значений 9) Что такое основные и дополнительные погрешности? (определение) -Основная погрешность – обусловлена неидеальностью собственных средств измерения. Различают: абсолютную, относительную и приведенную основные погрешности. Дополнительная погрешность обусловлена реакцией средства измерения на изменение входных величин и непосредственных параметров входных сигналов. Эта погрешность зависит от свойств СИ и от изменения влияющих величин, отличных от нормальных. 10) Как классифицируются погрешности измерений? - По способу выражения: абсолютная, относительная, приведенная. По причинам и условиям возникновения: основная, дополнительная. По характеру изменений: систематические, случайные, промахи. В зависимости от измеряемой величины: аддитивные, мультипликативные. В зависимости от влияния характера изменения измеряемой величины: статическая, динамическая. 11) Дайте определение абсолютной, относительной, приведённой погрешности, систематической, случайной, мультипликативной и аддитивной погрешности. -Абсолютная погрешность измерительного прибора - это разность между показаниями прибора Х и истинными значениями А измеряемой величины: _дельта_=Х-А Относительная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, взятое в % _дельта_=(Х-А)/А*100% Относительная погрешность существенно изменяется вдоль шкалы аналогового прибора. Приведенная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению X N , взятое в %. _гамма_=(Х-А)/Хn*100%. Основной погрешностью прибора является его погрешность в нормальных условиях работы. Систематическая погрешность - это составная часть всей погрешности результата измерения, не изменяющаяся или изменяющаяся закономерно при многократных измерениях одной и той же величины. Обычно систематическую погрешность пытаются исключить возможными способами (например, применением методов измерения, снижающих вероятность ее возникновения), если же систематическую погрешность невозможно исключить, то ее просчитывают до начала измерений и в результат измерения вносятся соответствующие поправки. В процессе нормирования систематической погрешности определяются границы ее допустимых значений. Систематическая погрешность определяет правильность измерений средств измерения (метрологическое свойство). Случайная погрешность - это составная часть погрешности результата измерения, изменяющаяся случайно, незакономерно при проведении повторных измерений одной и той же величины. Появление случайной погрешности нельзя предвидеть и предугадать. Случайную погрешность невозможно полностью устранить, она всегда в некоторой степени искажает конечные результаты измерений. Но можно сделать результат измерения более точным за счет проведения повторных измерений. Причиной случайной погрешности может стать, например, случайное изменение внешних факторов, воздействующих на процесс измерения. Случайная погрешность при проведении многократных измерений с достаточно большой степенью точности приводит к рассеянию результатов. Мультипликативная погрешность - это погрешность, изменяющаяся вместе с изменением значений величины, подвергающейся измерениям. Аддитивная погрешность - это погрешность, возникающая по причине суммирования численных значений и не зависящая от значения измеряемой величины, взятого по модулю (абсолютного). 12) АБСОЛЮТНО НЕ ЕБУ ШО ТАМ погрешности. - 13) Что такое метрологическая характеристика (MX)? (определение) - Метрологическая характеристика средств измерений - характеристика одного из свойств измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность. 14) Перечислите метрологические характеристики, неметрологические характеристики СИ Метрологические: ● Значение однозначной меры ● Цена деления шкалы прибора ● Вид выходного кода для цифровых си ● Х-ки погрешностей си ● Динамические х-ки си. Неметрологические ● Отказ ● Наработка на отказ ● Срок службы и ресурс ● Габариты ● Масса ● Металлоёмкость ● Вид климатического исполнения 15) Назовите основные MX цифровых приборов. - диапазон измерения; - пределы допускаемой основной относительной погрешности; - входное сопротивление (импеданс), нормируется только для электроизмерительных приборов; - количество разрядов, представляемых на индикацию; - цена единицы младшего разряда индикации результатов измерений; - вид, число разрядов и цена единицы младшего разряда выходного кода, нормируется в случаях наличия связи с компьютером или печатающим устройством; - пределы допускаемой дополнительной погрешности; - максимальная частота измерений (представляется в 1/с) или длительность цикла одного преобразования (представляется в с); - погрешность датирования отсчетов; - максимальная скорость обмена информацией с внешними устройствами, нормируется в случаях, когда такая связь предусмотрена. 16) Что такое поверка средства измерения? (определение). Какова процедура поверки на примере л.р. №1? - 17) Что подразумевается под пригодностью СИ? - Пригодность средства измерений - это характеристика, определяющаяся соответствием метрологических характеристик средства измерения утвержденным (в нормативных документах, либо заказчиком) техническим требованиям Калибровочная лаборатория определяет пригодность средства измерений. 18) Классификация средств измерений. -· меры величины · измерительные преобразователи · измерительные приборы · измерительные установки · измерительные системы 18.1)Меры величины - это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. (он спрашивал это в конце той пары) 19) Классификация методов измерений. -Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений. ● Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. o Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. o Метод измерений замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины. o Метод измерений дополнением — метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению. o Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами. 20) Какие виды измерений вам известны? -· прямые и косвенные, · совокупные и совместные, · абсолютные и относительные, · однократные и многократные, · технические и метрологические, · равноточные и неравноточные, · равнорассеянные и неравнорассеянные, · статические и динамические. 21) Что такое прямые, косвенные измерения? (определение) -По способу получения результата измерения делятся на прямые и косвенные. Если значение физической величины находят непосредственным отсчетом по шкале прибора, то такие измерения называются прямыми (измерения давления барометром, температуры – термометром, времени – секундомером, длины – штангенциркулем или линейкой, силы тока – амперметром и т.п.). Эти измерения могут быть однократными и многократными. Многократное измерение – повторение экспериментельной операции, в результате которой получается одно из значений измеряемой величины , называемыхрезультатами наблюдений. Совокупность результатов наблюдений подлежит совместной обработке для получения результата измерения. Часто прямое измерение физической величины оказывается невозможным или слишком трудоемким. При косвенных измерениях результат определяется по формулам на основе результатов прямых измерений других величин (например, определение электрического cопротивления образца по измеренным силе тока и напряжению). Одну и ту же величину часто можно найти путем как прямых, так и косвенных измерений. Например, скорость автомобиля может быть определена по спидометру (прямое измерение) или найдена делением пройденного пути на время движения (косвенное измерение). При косвенных измерениях погрешность искомой физической величины накапливается из погрешностей прямых измерений величин, входящих в расчетную формулу. 22) Что такое помеха? (определение) Виды помех? -Помеха - сигнал, однородный с измерительным и действующий одновременно с ним. Его присутствие приводит к появлению погрешности измерения. По месту возникновения: внутренние, внешние. По виду частотного спектра: белый шумы, розовый шумы. По основным свойствам: флутктуационные, сосредоточенные, импульсные. В зависимости от вида включения источников помехи и измерительного сигнала в эквивалентных схемах средств измерений: общего вида (синфазные), нормального вида (последовательные). 23) Что такое число значащих цифр? Каково правило округления погрешностей? - Значащие цифры это все цифры кроме нуля, а также и ноль в том случае, если он стоит между другими значащими цифрами. - Значащие цифры состоят из верных и сомнительных цифр приближенного числа. Верные цифры этого числа отсчитываются от его первой значащей цифры до цифры с разрядом, который равен разряду первой значащей цифры абсолютной погрешности этого числа. Цифры, стоящие левее верной, также верны, а первая, стоящая справа от верной, является сомнительной. - В метрологии по обычаю используют следующее правило: погрешность, которая получается в результате вычислений, должна быть на порядок меньше суммарной погрешности измерения, т.е. необходимое число знаков в результате вычисления должно быть жестко связано с реальной точностью измерений. 24) Что такое нормирующее значение шкалы? (определение) Как оно определяется? -условно принятое значение измеряемой величины для средства измерений · если шкала прибора односторонняя и нижний предел измерений равен нулю (например диапазон измерений 0...100), то Xn определяется равным верхнему пределу измерений (Xn=100); · если шкала прибора односторонняя, нижний предел измерений больше нуля, то Xn определяется как разность между максимальным и минимальным значениями диапазона (для прибора с диапазоном измерений 30...100, Xn=Xmax-Xmin=100-30=70); · если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора (диапазон измерений -50...+50, Xn=100). 25) Что такое диапазон измерений? (определение) - Диапазон измерений – это область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений. Для приборов с двуполярным диапазоном измерения верхний предел измерения по модулю может быть не равен нижнему. 26) Что такое класс точности? (определение) - обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений. 27) Как обозначается класс точности на средстве измерения и в нормативной документации? Выучите таблицу обозначения классов точности! Также читайте страницы 39-41 в [1], 51-61 в [2]. Какую погрешность можно определить в зависимости от формы обозначения класса точности на средстве измерения? Чем отличается СИ с классом точности q от СИ с классом точности q? Чем отличается СИ с классом точности ρ (в кружочке) от СИ с классом точности c/d? - ШУЕТА КАКАЯ-ТО 28) Чем отличается цифровой прибор от аналогового прибора? Как вы определите какой перед вами прибор – цифровой или аналоговый? -аналоговое устройство преобразует информационный сигнал не квантуя его В цифровом измерительном приборе результаты измерения непрерывной величины (напряжения, силы тока, электрического сопротивления и др.) автоматически преобразуются в дискретные сигналы, отображаемые в виде чисел на цифровом индикаторе 29) Дан аналоговый прибор, на котором имеется несколько диапазонов измерений и только одна равномерная шкала. Как снимать показания измерений? Чему равно нормирующее значение шкалы? - 30) Дан цифровой прибор. С несколькими диапазонами измерений. Чему равно нормирующее значение шкалы? Каково правило выбора наилучшего диапазона для измерения величины? - 31) Дан универсальный электронный аналоговый прибор с классом точности 2,5. Что вы можете сказать об этом устройстве? Как определить нормирующее значение каждой шкалы такого прибора? - 32) Как определить единицу младшего разряда (ш... квантования, значение кванта) цифрового прибора. аналогового прибора? -Единица младшего разряда - это минимально отображаемое значение в данном диапазоне. Если, например, прибор отображает число 45,596, то единица младшего разряда будет 0,001. 33) Как определить предельную абсолютную погрешность прибора с неравномерной шкалой с диапазоном показаний [0, ∞) - 34) Что такое амплитудно-частотная характеристика СИ? (определение) Как её определяют? -зависимость амплитуды колебания на выходе устройства от частоты входного гармонического сигнала. Измеряется по изменению частоты постоянного по амплитуде входного сигнала. 35) Что такое полоса пропускания? (определение) Как её построить? Основные частоты на ней (их три, что они определяют)? - Полоса пропускания (прозрачности) — диапазон частот , в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического, оптического или механического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы AC/DC может быть? 36) Что такое рабочая полоса частот? -Область частот, в пределах которой может работать испытуемое оборудование без изменения состояния устройств, входящих в его конструкцию 37) Основные характеристики осциллографов? -1. Полоса пропускания или параметры переходной характеристики (ПХ) Полоса пропускания - это диапазон частот, в котором амплитудно-частотная характеристика имеет спад не более 3 дБ относительно значения на опорной частоте. Опорная частота - частота, на которой спад АЧХ отсутствует. 2. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики. 3. Нелинейность амплитудной характеристики усилителей осциллографа 4. Качество воспроизведения сигнала в импульсном осциллографе. (Время нарастания переходной характеристики τ н определяют как время нарастания изображения импульса, в течение которого происходит отклонение луча от уровня 0,1 до уровня 0,9 амплитуды импульса) 5. Чувствительность (нормальное значение калиброванного коэффициента отклонения).Чувствительность ε определяют как отношение видимого отклонения луча в миллиметрах к значению вызвавшего его входного сигнала в вольтах или милливольтах. 6. Параметры входов. Например: вход открытый (закрытый), входное сопротивление 1 МОм + 3%, входная емкость, параллельная входному сопротивлению, не более 35пФ+10%. 7. Погрешности калибраторов амплитуды и калибраторов временных интервалов. 8. Длительность разверток. Длительность разверток — это время прямого хода развертки, за которое луч пробегает всю рабочую часть экрана в горизонтальном направлении. 9. Нелинейность развертки. Значение нелинейности развертки в процентах вычисляют из соотношения 38) На вход осциллографа подаётся синусоидальное напряжение. Определите амплитуду и период сигнала. Какое значение напряжения будет на электронном вольтметре? - ЛАБОРАТОРНАЯ №2 39) На каком уровне определяют рабочую полосу частот у электронного вольтметра? - На уровне затухания ачх. 40) Почему изменение формы сигнала влияет на показание вольтметра? при % δ = 0 синусоидальной форме, а при изменении формы на другую погрешность появляется. - Все электронные вольтметры переменного тока, независимо от вида преобразователя, градуируются в действующих значениях синусоидального напряжения. Это может привести к появлению дополнительных погрешностей при измерении несинусоидальных напряжений. Шкала вольтметра градуируется в действующих U значениях синусоидального напряжения, которое связано со средним значением напряжения постоянным коэффициентом (коэффициентом формы) где Uп– показания вольтметра по его шкале; kф = U/Uср – коэффициент формы напряжения, для синусоидального напряжения kф = 1,11. Таким образом, при синусоидальном напряжении по показаниям вольтметра непосредственно считывают действующие значения напряжения. Для другой формы напряжения (kф ≠ 1,11) показания вольтметра могут значительно отличаться от его действующего значения, что приводит к появлению дополнительной погрешности измерений. ЛАБОРАТОРНАЯ №3 41) Ы - 42) Ы - 43) Ы - 44) Ы - 45) Ы - ЛАБОРАТОРНАЯ №4 46) Расчет визуальной погрешности измерний Погрешность измерений линейных размеров участка осциллограммы (визуальная погрешность) складывается из неточности совмещения кривой с рисками шкалы и неточности отсчета положения осциллограммы относительно шкалы. Она носит случайный характер и может быть оценена по выражению Bulba=0.4*b/h*100% где b – толщина линии луча (в долях деления шкалы); h– размер участка осциллограммы (дел.). 47) Основные характеристики осциллографа см вопрос 37 Вот прямо вообще дохуя http://analogiu.ru/8/8-4-1.html , Если коротко,то полоса пропускания,неравномерность амбитудно-частототной характеристики,Качество воспроизведения сигнала в импульсном осциллографе,Чувствительность,Параметры входов, Длительность разверток,Нелинейность развертки 48) Сложнаааа - 49) Относительная погрешность коэффициент отклонения Есть в методе в лр 4 50) Относительная погрешность коэффициент отклонения 51) Ы - 52) Ы - 53) Ы - 54) Ы - ЛАБОРАТОРНАЯ №5 55) - ? - 56) S 2 [U] - ? -- (оценка дисперсии случайной погрешности измерений) (гуглодок формулу съел, которую я так старательно писал) 57) S[U] - ? - 58) Нарисуйте на графике вероятностные характеристики: , S 2 [U], S[U] - 59) Что такое доверительная вероятность? Доверительный интервал? - вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным. Интервал, в котором находится истинное значение определяемой величины с заданной доверительной вероятностью. 60) Правило 3σ. - 61) t p (f) - ? От чего зависит r p (f)? - 62) Цель многократных измерений Многократные измерения проводят с целью уменьшения влияния случайных составляющих погрешностей измерения. ЛАБОРАТОРНАЯ №6 63) Ы - 64) Ы - 65) Ы - 66) Ы - 67) Ы - 68) Ы - ЛАБОРАТОРНАЯ №8 69) Ы - 70) Ы - 71) Ы - 72) Ы - 73) Ы - ЛАБОРАТОРНАЯ №9 74) Ы - 75) Ы - 76) Ы - 77) Ы - 78) Ы - 79) Ы - |