Экзаменационные билеты (по метрологии WinWord)
Экзаменационные билеты (по метрологии WinWord)
1) Что называется измерениями? Измерения – это нахождение значения
физической величины опытным путем с помощью специальных технических
средств. В радиотехнике объектами измерения являются параметры и
характеристики радиотехнических цепей и сигналов в широком диапазоне
частот вплоть до оптического.
2) Метрология как наука об измерениях. Метрология – это наука об измерениях
и методах обеспечения их единства. Метрология изучает широкий круг
вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами
практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ.
величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения
точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия
средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы
передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения.
Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств
измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.
3) Методы измерений. Метод измерений – это совокупность приемов
использования принципов и средств измерений. Все без исключения методы
измерения являются разновидностями одного единственного метода – метода
сравнения с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с
величиной, воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной).
Различают следующие разновидности этого метода:
метод непосредственной оценки, (значение измеряемой величины определяют
непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, на которую
непосредственно действует сигнал измерительной информации, например,
измерение электрического напряжения вольтметром);
метод противопоставления (измеряемая величина и величина, воспроизводимая
мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения – компаратор,
например – равноплечие весы).
дифференциальный метод (сравнение меры длины с образцовой на компараторе)
нулевой метод (результирующий эффект воздействия величин на прибор
сравнения равен нулю)
метод замещения – измеряемую величину заменяют известной величиной,
воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой
массы и гирь на одну чашу весов)
метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной,
воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал или
периодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с
нониусом)
4) Методы измерений в зависимости от способа получения результата
4.1 Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины
находят непосредственно из опытных данных.
4.2 Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение
величины находят по известной зависимости межу этой величиной и
величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение плотности по
массе и размерам)
4.3 Совокупные измерения – производимые одновременно измерения нескольких
одноименных величин, при которых искомые значения величин находят из
системы уравнений, получаемых при прямых измерениях (нахождение массы
гири в наборе по известной массе одной из них и по результатам сравнения
масс различных сочетаний гирь)
4.4 Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или
более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.
5) Методы сравнения – противопоставления, дифференциальный, нулевой
замещения, совпадений (см. п.3)
6) Единица физической величины – физическая величина (ФВ) фиксированного
размера, которой условно присвоено значение, равное единице, и
применяемая для количественного 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 единицами или же
с основными и уже определенными производными. Производная единица
называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен
единице.
7) Международная система СИ – когерентная система единиц ФВ. Включает в
себя следующие величины:
1. длина (метр)
2. масса (килограмм)
3. время (секунда)
4. сила тока (ампер)
5. температура (кельвин)
6. сила света (кандела)
7. количество вещества (моль)
8) Основные единицы 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 |( |В/А |
|Проводимость |сименс |См |S |А/В |
|Индуктивность |генри |Г |H |Вб/А |
9) Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного
значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное
значение невозможно.
А) По числовой форме представления
А.1) Абсолютная погрешность
(А=Ад-Аизм (действит. минус измерянное)
А.2) Относительные погрешности
А.2.1) Относительная действительная [pic]
А.2.2) Относительная измерянная [pic]
А.2.3) Относительная приведенная [pic]
Amax – максимальное значение шкалы прибора
B) По характеру проявления
В.1) Систематические (могут быть исключены из результатов)
В.2) Случайные
В.3) Грубые или промахи (как правило, не включаются в результаты изм)
10) Классификация погрешностей в зависимости от способа
возникновения (См. п 9-В)
11) Абсолютная и относительная погрешности (см. пп А1 и А2)
12) Приведенная погрешность (см. п А.2.3)
13) Классификация погрешностей в зависимости от эксплуатации приборов
13.1 Основная – это погрешность средства измерения при нормальных
условиях
13.2 Дополнительная погрешность – это составляющая погрешности средства
измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из
влияющих величин или неинформативных параметров от нормативного
значения или выхода за пределы нормальной области значений.
Дополнительных погрешностей столько, сколько функций влияния или
неинформативных параметров.
14) Средства измерений (СИ) – технические средства, предназначенные для
измерений. Хранят единицу или шкалу ФВ, имеют нормированные
метрологические характеристики, которые принимаются неизменными (в
пределах установленной погрешности) в течение известного интервала
времени. В общем случае, СИ включает в себя меру, измерительный
преобразователь и устройства сравнения или индикации.
15) Измерительные преобразователи (Пр) как средства измерений. Пр –
техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в
другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для
обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные
метрологические характеристики. Различают: первичные Пр – первые в
измерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина;
промежуточные; передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр
называют также датчиком.
16) Измерительные установки и измерительные информационные системы.
Измерительный прибор (ИП) – наиболее распространенное СИ,
предназначенное для выработки измерительной информации в форме,
доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своем
составе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие,
регистрирующие самопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие,
сравнения. СИ могут быть функционально объединены в измерительные
установки. Если в них включены образцовые СИ, их называют поверочными
установками. Если СИ соединяются между собой каналами связи и
предназначаются для выработки измерительной информации в форме,
доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупность
называют измерительной системой.
17) Дольные и кратные приставки
17.1 Дольные приставки
|10-1 |Деци |д |d |
|10-2 |Санти |с |C |
|10-3 |Милли |м |m |
|10-6 |Микро |мк |( |
|10-9 |Нано |н |n |
|10-12 |Пико |п |p |
|10-15 |Фемто |ф |f |
|10-18 |Атто |а |a |
17.2 Кратные приставки
|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) Отсчетное устройство (шкала и стрелка). Отсчетное устройство – часть
конструкции средства измерения, предназначенная для отсчета показаний.
Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа и т.п.
Шкала – часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок и
чисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины.
Отметки могут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут
быть в виде каплевидных, ножевидных и световых стрелок.
19) Виды шкал. Шкалы могут быть односторонние 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, диапазоном показаний,
диапазоном измерений и пределами измерений. Деление – это промежуток
между 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 нормирована предельная допустимая погрешность. Предел
измерения – это наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.
На каждом диапазоне прибор имеет два предела: ХВ – верхний предел, ХН –
нижний предел.
20) Цена деления – это разность значений величин, соответствующих двум
соседним отметкам шкалы. Для шкал с одним диапазоном измерения цена
деления определяется по формуле [pic], где С – цена деления, n –
количество делений 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 [pic], где ХВ –
верхний предел измерения, N – количество делений или номер последнего
деления шкалы.
21) Чувствительность прибора (или чувствительность средства измерения) –
это реакция на подведение к нему измеряемой величины. Чувствительность
может вычисляться как абсолютная [pic] так и относительная [pic],
характеризующая чувствительность в данной отметке; так и по формуле
[pic], которая характеризует чувствительность по отношению к данному
значению величины. Абсолютная чувствительность обратно пропорциональна
цене деления Sa=1/C.
22) Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика
средства измерения, определяемая пределами основной и допускаемых
дополнительных погрешностей и другими свойствами, влияющими на точность
средства измерения, значения которых указаны в стандартах и технических
условиях на данный вид средств измерений.
Правила обозначения класса точности: обозначение класса точности
зависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной)
А) Если предел основной погрешности выражается в виде абсолютной
погрешности, то класс обозначается в виде больших букв латинского
алфавита или римских чисел, например: C, M, I. Классам точности,
обозначаемым буквам, находящимся ближе к началу алфавита, или меньшими
значащими цифрами, соответствуют меньшие пределы допускаемых
погрешностей.
В) Для средств измерений, пределы основной допускаемой погрешности
которых принято выражать в форме приведенной погрешности, классы
точности следует писать в виде чисел из предпочтительного ряда чисел:
1[pic]10n; 1,5[pic]10n; 2[pic]10n; 2,5[pic]10n; 4[pic]10n; 5[pic]10n;
6[pic]10n, где n=1; 0; -1; -2; -3 и т.д.
С) Если предел допускаемой погрешности выражается в виде относительной
погрешности, то класс выбирается из приведенного ряда чисел, и
обводится окружностью. Например [pic], класс точности 2,5
D) Если предел допускаемой основной погрешности выражается в виде
двухчленной формулы относительной погрешности, то класс обозначается в
виде дроби c/d причем числа “c” и “d” выбираются из приведенного
предпочтительного ряда.
Например: [pic]класс точности — 0,02/0,01
23) Обработка прямых равноточных многократных измерений одной и той же
величины
Принцип подсчета – заменяем математическое ожидание средним
арифметическим. а) Делаем несколько измерений одной и той же величины,
высчитываем среднее арифметическое Сср. б) Далее подсчитываем [pic] для
каждого значения Сі . в) Возводим каждое из значений [pic]в квадрат. г)
Вычисляем среднеквадратическую погрешность среднего арифметического по
формуле [pic], где n – количество измерений. д) используя из условия
данные доверенной вероятности (р) определяем по таблице коэффициент
Стьюдента, а затем значение доверенного интервала в единицах измеряемой
величины. При р=0,95 [pic] tpn=2,18; доверенный интервал – [pic] =
2,18[pic]0,19 [pic] е)Окончательный результат записываем в виде формулы
[pic][единица изм. величины]
24) Классификация средств измерений. Средства измерений классифицируются по
весьма разнообразным признакам, которые в большинстве случаев взаимно
независимы, и в каждом СИ могут находиться почти в любых сочетаниях.
Основные критерии:
- Принцип действия
- Способ образования показаний
- Способ получения числового значения измеряемой величины
- Точность
- Условия применения
- Степень защиты от внешних магнитных и электрических полей
- Устойчивость против механических воздействий и перегрузок
- Стабильность
- Чувствительность
- Пределы и диапазоны измерений
По некоторым признакам классификация различных СИ одинакова, по другим
она различна. Некоторые признаки применимы к одним видам СИ и
неприменимы к другим. Наибольшее число признаков охватывает
классификация электроизмерительных приборов.
25) Классификация СИ в зависимости от устойчивости к механическим
воздействиям. По степени защиты от внешних воздействий различают СИ
обыкновенные, пылезащищенные, брызго- водо- газозащищенные,
герметические и взрывобезопасные. К обыкновенным по устойчивости к
механическим воздействиям приборам и их вспомогательным частям
относятся такие приборы и части, которые в упаковке для перевозки
выдерживают без повреждения транспортную тряску на протяжении двух
часов. Следующая категория – приборы обыкновенные с повышенной
механической прочностью. Еще более требования предъявляются к приборам,
тряскопрочным, вибропрочным и ударопрочным. Важна также устойчивость к
перегрузкам. Электроизмерительные приборы могут выдерживать только
кратковременную перегрузку. Их испытывают ударами током (девятью) в 10
раз превышающим номинальный, продолжительностью в 0,5 с и интервалом в
одну минуту, с последующим одним ударом таким же током,
продолжительностью в 5 сек.
26) Поверка средств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых
для определения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают
государственные (внеплановые), обязательные (при производстве прибора)
и периодические. При поверке сравниваются меры или показатели
измерительных приборов с более точной образцовой мерой или с
показаниями образцового прибора. Класс точности образцового прибора
должен быть на 3 единицы выше поверяемого.
27) Операции поверки средств измерений. В операцию поверки входит
предварительный внешний осмотр и проверка комплектности прибора.
Поверка производится по поверочной схеме, составленной соответствующей
метрологической организацией. Сроки и методы поверки регламентируются
нормативной документацией. Результаты поверки оформляются в виде
протокола и по окончании поверки делается вывод про пригодность данного
прибора к эксплуатации.
28) Методы поверки средств измерений. Поверка – совокупность действий,
выполняемых для определения или оценки погрешностей СИ.
Основные методы поверки:
- Путем непосредственного сличения
- С помощью приборов сравнения
- Поверка СИ по образцовым мерам
- Поэлементная поверка СИ
- Поверка измерительных приборов сравнения
- Поверка измерительных преобразователей |
