РГЗ по МСиС. Задание 2 (2, С. 11) По выходным осциллограммам периодических сигналов, наблюдаемых на выходе исследуемого устройства, требуется выполнить следующие задания

• Название: Задание 2 (2, С. 11) По выходным осциллограммам периодических сигналов, наблюдаемых на выходе исследуемого устройства, требуется выполнить следующие задания
• Анкор: РГЗ по МСиС
• Дата: 10.04.2023
• Размер: 88.25 Kb.
• Имя файла: RGZ_2_var_27.docx
• Тип: Документы; #1050746

Задание №2 ([2], С.11)
По выходным осциллограммам периодических сигналов, наблюдаемых на выходе исследуемого устройства, требуется выполнить следующие задания:

1. 
   Построить в соответствии с исходными данными в линейном масштабе график исследуемого сигнала и произвести его аналитическое описание.
   
2. 
   Найти пиковое U_m, среднее U_ср, средневыпрямленное U_ср.в и среднеквадратическое U значение напряжения наблюдаемого сигнала.
   
3. 
   Провести аналитическое описание переменной составляющей сигнала и построить ее график в том же масштабе, что и график исходного сигнала, и сравнить их.
   
4. 
   Найти пиковое , среднее ,, средневыпрямленное и среднеквадратическое значение напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
   
5. 
   Определить коэффициенты амплитуды K_a, формы K_ф и усреднения K_y всего исследуемого сигнала и коэффициента амплитуды K_a, формы K_ф и усреднения K_y его переменной составляющей.
   
6. 
   Найти показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым (З) или открытым (О) входом в соответствии с заданием, если вольтметры проградуированы в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала.
   
7. 
   Оценить пределы допускаемых абсолютной и относительной погрешностей показаний вольтметров, определенных в п.6 задания, если используемые измерительные приборы имеют класс точности и конечное значение шкалы (предел измерения) U_к.
   
8. 
   Оформить результаты измерений напряжений вольтметрами в соответствии с нормативными документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности (расширенной неопределенности); 2) с указанием границ относительной погрешности, если измерения проведены в нормальных условиях.
   

Исходные данные: (М = ; N = )

Таблица 1.1 – Исходные данные

Uк, В	Um, В	k	T, мкс	, мкс	Класс точности	Найти показания вольтметров
						UV1	UV2	UV3	UV4
10	6	0,15	18	9	1,5	ПВ,З	КВ,О	СВ,О	КВ,З

Сигнал:



Решение:
1. Цель: построить в соответствии с исходными данными в линейном масштабе график исследуемого сигнала и произвести его аналитическое описание.

Рисунок 1.1. График исследуемого сигнала
Сигнал, представленный на рисунке 1.1 можно описать следующим образом:


2. Цель: найти пиковое , среднее , средневыпрямленное и среднеквадратическое значения напряжения наблюдаемого сигнала.
Пиковое значение – наибольшее или наименьшее значение сигнала за время измерения:



Где - операция нахождение максимального значения сигнала на интервале измерения Т.

Согласно варианту задания, за период Т= мкс пиковое значение

;

Среднее за время измерения T значение определяется выражением:









Рисунок 1.2. График модуля исследуемого сигнала за время измерения

Средневыпрямленное за время измерения значение определяется выражением:






Среднеквадратическое за время измерения значение определяется выражением:







3. Цель: произвести аналитическое описание переменой составляющей сигнала и построить ее график в том же масштабе, что и график исходного сигнала, и сравнить их.
Для того, чтобы вычислить переменную составляющую сигнала нужно из сигнала вычесть среднее значение напряжения :





Таким образом, получим аналитическое описание переменной составляющей выходного сигнала:





Рисунок 1.3. График переменной составляющей сигнала
График переменной составляющей сигнала (Рисунок 1.3) смещается по оси напряжения вниз на размер среднего значения напряжения .
4. Цель: найти пиковое , среднее , средневыпрямленное и среднеквадратическое значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
Пиковое значение напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала:



Среднее значение напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала за время T определяется выражением:









Рисунок 1.4. График модуля переменной составляющей исследуемого сигнала за время измерения

Средневыпрямленное значение напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала за время измерения определяется выражением:






Среднеквадратическое значение напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала за время измерения значения определяется выражением:





5. Цель: определить коэффициенты амплитуды , формы и усреднения всего исследуемого сигнала и коэффициенты амплитуды , формы и усреднения его переменной составляющей.
Коэффициент амплитуды исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – пиковое значение ; – среднеквадратическое значение.



Коэффициент формы исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – среднеквадратическое значение ; – средневыпрямленное значение.



Коэффициент усреднения исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – пиковое значение ; – средневыпрямленное значение.



Для этих коэффициентов справедливо неравенство:





Коэффициент амплитуды переменной составляющей исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – пиковое значение переменной составляющей сигнала; – среднеквадратическое значение переменной составляющей сигнала.



Коэффициент формы переменной составляющей исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – среднеквадратическое значение переменной составляющей сигнала ; – средневыпрямленное значение переменной составляющей сигнала.



Коэффициент усреднения переменной составляющей исследуемого сигнала определяется выражением:



Где – пиковое значение переменной составляющей сигнала; – средневыпрямленное значение переменной составляющей сигнала.


Для этих коэффициентов справедливо неравенство:





6. Цель: найти показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым или открытым входом в соответствии с заданием, если вольтметры проградуированы в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала.

Показания пикового вольтметра с закрытым входом

При закрытом входе вольтметр измеряет только переменную составляющую сигнала.



Где – градуировочный коэффициент для данного вольтметра

, тогда:



Показания вольтметра с преобразователем среднеквадратического значения с открытым входом

Показания вольтметра определяются формулой:



Где – градуировочный коэффициент для данного вольтметра

([2], С.33), тогда:



Показания вольтметра с преобразователем средневыпрямленных значений с открытым входом



Где – градуировочный коэффициент для данного вольтметра

, тогда:

Показания вольтметра с преобразователем среднеквадратического значения с закрытым входом

Показания вольтметра определяются формулой:



Где – градуировочный коэффициент для данного вольтметра

тогда:



7. Цель: оценить пределы допускаемых абсолютной и относительной погрешностей (расширенных неопределенностей) показаний вольтметров, определенных в пункте 6 задания, если используемые измерительные приборы имеют класс точности и конечное значение шкалы (предел измерения) , указанные в исходных данных.
Исходные данные: , %
Предел допускаемой абсолютной погрешности показаний вольтметров:




Предел допускаемой относительной погрешности показания вольтметра Uv1:





Погрешность округления составляет:



Погрешность округления не превышает 5%.

Предел допускаемой относительной погрешности показания вольтметра Uv2:



Погрешность округления составляет:



Погрешность округления не превышает 5%.

Предел допускаемой относительной погрешности показания вольтметра Uv3:



Погрешность округления составляет:



Погрешность округления не превышает 5%.

Предел допускаемой относительной погрешности показания вольтметра Uv4:



Погрешность округления составляет:



Погрешность округления не превышает 5%.


8. Цель: оформить результаты измерений напряжения вольтметрами в соответствии с нормативными документами в двух вариантах: 1) с указанием границ абсолютной погрешности (расширенной неопределенности); 2) с указанием границ относительной погрешности, если измерения проведены в нормальных условиях.
;

;

P=0,997;

условия измерения нормальные;
;

;

P=0,997;

условия измерения нормальные;
;

;

P=0,997;

условия измерения нормальные;
;

;

P=0,997;

условия измерения нормальные;

Список использованной литературы.

1. 
   Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. Под редакцией Б.Г. Хромого, М., Радио и Связь, 1986г.
   
2. 
   Методические указания по выполнению индивидуального задания по курсам: метрология, стандартизация и сертификация; метрология и электрорадио измерения в телекоммуникационных системах; метрология и радиоизмерения; метрология, стандартизация и технические измерения. И.Н. Запасный, В.И. Сметанин, Новосибирск, 2012г
   
3. 
   Оценка инструментальных погрешностей при экспериментальных исследованиях. Методическое пособие под редакцией Н.И. Горлова, И.Н. Запасного, В.И. Сметанина, Новосибирск, 2015г.