Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Вопросы к экзамену по дисциплине Метрология, стандартизация, сертификация - файл Ответы-1_я версия.doc


Вопросы к экзамену по дисциплине Метрология, стандартизация, сертификация
скачать (709 kb.)

Доступные файлы (2):

Ответы-1_я версия.doc821kb.11.01.2010 21:32скачать
Ответы-2_я версия.doc492kb.11.01.2010 21:33скачать

содержание
Загрузка...

Ответы-1_я версия.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
1.Классификация видов измерений. По способу нахождения физической величины.

1.Прямые-измерения при которых искомое значение измеряемой величины находится из опытных данных.2.косвенные-искомое значение измеряемой величины находится на основе матем зависимости между этой величиной и величинами, полученными при прямых измерениях.3.совместные-измерения одновременно 2 или нескольких величин для нахождения зависимости между ними.4.совокупные- измерения одновременно нескольких одноименных величин при которых искомое значение величин находят решением системы уравнений , полученных на основе прямых измерений различных сочетаний этих величин. По точности 1.максимальна возможная точность- при создании эталонов и физич. констант.2.Контрольно поверочные измерения 3.технические измерения. По способу выражения результатов.1Абсалютные 2.Относительные

По режиму работы делятся на статические и динамические.

2.Классификация методов измерений. Метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой. По способу сравнения с мерой 1. Метод непосредственной оценки- значение измеряемой величины находят непосредственно по четному устройству прибора.

2. метод сравнения с мерой а)дифференциальный- на измерительное устройство действует разность между измеряемой величиной и мерой. б) нулевой-результат измерения оценивают по значению ближайшей меры. в).метод замещения- измеряемая величина измеряется известной величиной, воспроизводимой мерой.г).метод совпадения- разность, между измеряемой величиной и воспроизводимой мерой, измеряют используя совпадения отметок шкал и периодических сигналов.д).метод противопоставления.

^ 3.Классификация средств измерений. Их характеристики. 1меры- средства измерений, которые служат для воспроизведения физич величин заданного размера а)однозначные б)многозначные 2.измерители преобразователя – средства измерений, предназначенные для выработки сигнала, изменяющего информацию в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразования , обработки и хранения, но не поддающегося непосредственному восприятию наблюдателя. а)первичный измерительный преобразователь (датчик) б)промежуточные преобразователи в)аналого-цифровые

3.устройство сравнения с мерой – предназначен для сравнения измерения с мерой. 4.комплектующие средства измерений а)измерительный прибор- средство измерений, предназначенное для выработки сигнала, изменяющего информацию в форме удобной для восприятия человеком. б)измерительная установка- совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте и предназначенных для выработки сигналов в форме удобной для человека. в)измерительная система- совокупность средств измерений, соединенных каналами связи, предназначенных для выработки сигналов изменяющих информацию в форме удобной для автоматической обработки, передачи и использовании АСУ.


^ 4.Классификация погрешностей. По форме выражения 1.абсалютные (∆= х-хист ≈ х-хд.)- не может в полной мере служить показателем точности измерения. 2.относительные (чаще в %)- есть отношение абсолютной погрешности к действительному или измеренному значению измеряемой величины - δх=∆/хист ≈ ∆/хд По причине возникновения 1.субъективные 2. объективные а)инструментальные б) методические- влияние средств измерения на цепь, упрощающие предложения. По закономерности проявления 1. Систематические(∆с)-составляющая погрешности, которая остается постоянной или закономерно изменяется при измерении одной и той же величины в одних и тех же условиях. С.п. могут быть выявлены и устранены, за счет введения поправок или поправочного множителя. Поправка- значение, одноименное с измеряемой, прибавляемое к измеренной величине, т.е. ∆п = - ∆с Способы оценки и исключения поправок. 1.путём использования таких 2ух измерений в которых сист погрешность имеет разные знаки.2. использование образцового прибора.3.расчетным методом (упрощение формул) 2.случайные (∆сл)- составляющая погрешности, которая при повторных измерениях в одних и тех же условиях измеряется случайным образом. Случайная погрешность характеризуется законом распределения, а также интегралом Лапласа.

Д
оверительная вероятность- вероятность того, что погрешность измерения не выходит за рамки интервала значений называемого доверительным интервалом . Pдд - ∆д,<х< хд + ∆д)=1-άдд – уровень значимости)

Истинное значение измеряемой величины заключено в пределах доверительного интервала с вероятностью. Границу доверительного интервала можно назвать максимальной погрешностью. Случ погрешность нельзя устранить, можно только уменьшить, путём многократных измерений и получения соответствующей оценки. К оценкам предъявляются следующие требования 1 х* → хист *- центр размаха) 2 М(х)=хист - несмещенность оценки 3 эффективность оценки – оценка должна иметь минимально возможную дисперсию. Если погрешность подчиняется нормальному закону и измерения равно точные, то в качестве оценки используют среднее арифметическое. 3.грубые измерения и промахи- это случ погрешность результата отдельного наблюдения, входящего в ряд измерений. Для данных условий она резко отличается от остальных результатов этого ряда.

5.см 4

6.см 4


^ 8.Погрешность СИ, их нормирование. Классы точности.


n

≥5

4

3

2

K

1.45

1.4

1.3

1.2
Установление погрешности измерения прибора называется нормированием. Причем под нормир. значением понимается предельное значение погрешности для данного СИ. Нормируется основные и дополнительные погрешн. Для рабочих СИ норм- е осущ-ся по пределу допускаемого значения суммы системной и случайной погрешн. Нормирование заключается присвоение класса точности либо использование случ формул.

Варианты присвоения класса точности:

1) Класс точности устанавливается по предельной погрешности; δПР= ∆ХМАХИСК*100%. γ=А*10n , А=1;1.5;2.0;2.5;4;5;6; n=1;0;-1;-2. Для прибора с неравномерной шкалой класс точности: 2.0

2)Класс точности присваивается относительно погрешн. δМАХ= ∆Х/ХИЗМ*100%=0.02/1*100=2% обозначается γ=2.0

3) Класс точности δ= с+d(|∆ХМАХИСК|-1), где с и d — спец числа

приведенной погрешность в начале и в конце. ∆/хИСК=а+bх/хИСК


при х=0, δН=а/хИСК

при х=хИСК, δК=а/хИСК+b

Нормирование дополнительной погр (НДП). НДП —производится с использ коэфф влияния. δДОП= К* γ0*(ВU—В0)/ВНОРМ, К— коэф влияния γ0-основная погр. ВU-знач влиющ фактора при измерении В0- норм знач влияющ фактора ВНОРМ- номрующее знач влияющ фактора.

^ 10.Обработка результатов прямых многократных равноточных измерений.

Порядок: 1) получение ряда измерение 2) Искл системат погр. 3) Опред сред-го ариф. 4) Опред остаточных погр. 5) Проверка (правильности вычисл) . 6)Опред . 7) Опред сред кв погр ряда изм-й.




8) Опред сред кв погр от ср ариф. .

9)Выбор довер вероятности. 10)Устранение промахов 11) Оценка (нахождение) довер интер РД. 12) Запись результатов

^ 9.Определение результата и погрешности косвенных измерений.

у = F(x1 x2… xn)- функц зависимость

x1 x2… xn -аргум функций ∆1 2…. n-погрешность.

(разложение в ряд Тейлора для расчета) где—случ погр.

Если перейти к сред кв, то получаем

ri,j—коэф корреляции

для чисто случ погр.


^ 11.Правила суммирования погрешности.

1) М[x+y+z]= М[x] + М[y] + М[z] — систем погр.

2)




=0.95 РД=0.9 для любых n

=1.1 РД=0.95

3)

Если случ погр – дисперсии

4) Si=


Если случ погр – границы довер интервалов εi

Если зак распр неопр то ГОСТ рекомендует использ.

t=1.6 РД =0.9 t=1.8 РД=0.95

5) В том случае, если есть и случ и сист погр







11.Научные, организационные, правовые и технические основы госуд системы обеспечение единства измерений (ГСИ).

Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. МО имеет 4 основы: научную, организационную, правовую(нормативную) и техническую.

1)–наука метр. Об измерениях , яв-ся науч. Основой

2) техн. основу состовл след положения:

а) системы гос эталонов единиц ФВ; б) система передачи размера единицы ФВ от эталона всем СИ

в) ситема гос измерений СИ обеспеч их единообразие при разработке и выпуске в обращение

г)сист обяз поверки метеролог аттестации СИ наход в эксплуат; д) сит стандартных образцов состава и свойств в-ва

е) сист станд-х справоч данных о физич константах и св-вах в-в

3) правовую основу МО состав совок-ть нормативных документов, объединенных общим названием “ГСИ”

4) организационная основа–гос и разветвленная структура по всей стране(гос метролог службы, ведомств метролог службы)

Отдельные аспекты МО рассмотр в рекоменд МИ 2500-98 “ГСИ. Основные положения МО на малых предприятиях”

Разработка и проведение мероприятий МО возможно на метролог службы (МС). МС–служба создаваемая в соответств с законодательством для выполн работ по обеспеч единства измерений и для осущ-я метролог контроля и надзора.


^ 46. Система передачи единиц ФВ рабочим СИ. Поверочные схемы.

1) использ метролог исправные приборы

2) обеспеч единых СИ, вносит новую единицу СИ при постоновлении прав-ва , т.е. закона( узаконивание)

Существует 2 вида СИ:

1) Рабочие СИ ( использ в науке, в быту и т.д., но в метролог измр-х не использ.

2) Образцовое СИ, спец созданные приборы для метролог измерении ( в системе передач СИ)

Иеархич система поверки измер– ступенчатая поверка. Порядок передачи единицы представ собой нормативные СИ, повероч схемы и методики поверки, т.е. существ спец норматив документ. Также к ним относятся правила измерений.

Организац средства ед. СИ также организованы иеархич, во главе стоит ГОСТстандарт с его метролог центрами, а ниж уровень иеархии повероч и калибровоч лаборатории(юриц)

Средства и методы и точность передач размер единиц ФВ от эталона рабоч СИ устанавлив повероч схемой. Это спец чертеж.

Повероч схемы делятся на госуд., ведомств. И локальные.

Существ 4метода

1) непосредств слечения с эталоном

2) слечение с помощью компоратора ( сравнит устр)

3) прямые измер величины ( фактич тоже самое что первое)

4) косвенные измерения.

Государств поверочная схема:




13. Эталоны. Их разновидности. Для обеспечения единства измерений следует иметь средства измерений, воспроизводящие и хранящие размеры единиц физических величин, а также передавать эти единицы рабочим средствам измерений. Воспроизведение физических величин с высшей точностью осуществляют с помощью эталонов единиц физических величин, обеспечивающих единообразие мер и единство измерений.

В зависимости от назначения различают несколько видов эталонов. Первичным называют эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы физической величины с наивысшей в стране точностью. Специальные эталоны воспроизводят единицу в особых условиях, в которых первичный эталон неработоспособен. Например, первичный эталон ЭДС воспроизводит единицу напряжения на постоянном токе. Эталоны ЭДС для диапазонов частот 20 Гц...30 МГц и 30МГц...3 ГГц являются специальными. Эталоны, воспроизводящие единицу одной и той же физической величины в различных диапазонах частот, значительно отличаются по своей структуре и могут строиться на различных принципах измерений.

Первичные или специальные эталоны, официально утверждённые в качестве исходных для страны, называют государственным. Прикладная метрологическая деятельность осуществляется обычно с помощью вторичных эталонов, эталонов-свидетелей, эталонов сравнения и рабочих эталонов.

Эталон-свидетель служит для проверки сохранности государственного эталона или его замены в случае порчи или утраты. Эталон сравнения предназначен для передачи воспроизводимого первичным эталоном размера при сличении (сравнении) эталонов, которые не могут быть сличены друг с другом из-за невозможности их перевозки.

45. Метрологическая служба.

Для решения основной задачи метрологии – обеспечения единства измерений – существует метрологическая служба. Её организационная структура включает в себя сеть научно-исследовательских институтов, промышленных предприятий и центров стандартизации и метрологии, рассредоточенных по территории страны для метрологического обслуживания измерительной техники без массовых дальних перевозок.

Для обеспечения единства измерений реализуется следующие мероприятия:

1. Использование законодательно установленной системы единиц физических величин, разрешённых для применения. Она основана на системе СИ, дополненной некоторыми другими единицами.

2. Разработка и применение эталонов единиц физических величин, воспроизводящих единицы в соответствии с их определением.

3. Использование только аттестационных данных о физических контактах и физико-химических свойствах материалов и их веществ.

4. Гос.испытания при разработке, выпуске и импорте приборов.

5. Периодическая проверка находящихся в обращении средств измерений. Изъятие из обращения неисправных приборов.

6. Измерение и поверка приборов строго в соответствии с аттестационными методами измерений и поверки. Должна быть известна погрешность измерений.

7. Метрологический надзор за состоянием и применением средств измерений.

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения научной и производственной деятельности является Гос. система обеспечения единства измерений (ГСИ). Она представляет собой совокупность нормативно-технических документов, регламентирующих номенклатуру единиц физических величин, методы воспроизведения заданного размера физических величин, их передачу рабочим средствам измерений, метрологические характеристики средств измерений, оформление и представление средств измерений. Основными документами являются госуд.стандарты.

15. Обобщённые структурные схемы измерительных приборов.

По структурному принципу построения различают измерительные приборы прямого преобразования и сравнения. Приборы прямого преобразования состоят из последовательно соединённых измерительных преобразователей, содержат отсчётное устройство, и их выходной сигнал доступен для непосредственного восприятия наблюдателем.


ПР – преобразователь;

ОУ –отсчётное устройство.

Общий коэффициент передачи прибора прямого преобразования:


где х и y – выходной сигналы, Ki (1, 2, ...n)-коэффициенты передачи измерительных преобразователей. Чувствительность такого прибора S=dy/dx=K равна общему коэффициенту передачи.

Наименьшее значение измеряемой величины, которое можно обнаружить с помощью данного прибора, наз. порогом чувствительности. Разрешающую способность прибора обычно оценивают как разность двух близких значений измеряемой величины, при которой эти значения можно различить.

Средства измерений сравнения реализуют метод сравнения измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой. Структ.схема:


СрУ – сравнивающее устройство.

Цепь прямого преобразования, состоящая из последовательно включённых измерительных преобразователей, охвачена отрицательной обратной связью (ОС). ОС реализует преобразователь ОС, управляющий мерой. СрУ обычно производит вычитание сигнала ОС Хос из входного сигнала Х, так что выходной сигнал средства измерений:

y=K(X-Xос). Сигнал ОС: Xос=Kос/y.

Кос – коэф-т передачи цепи ОС. Средства измерения могут быть реализованы с полным и неполным уравновешиванием. При полном уравновешивании Х=Хос и

y=X/Kос; S=1/Kос. Чувствительность такого средства измерения полностью определяется коэф-ом Кос и не зависит от коэф-та передачи цепи прямого преобразования. Метод измерений, при котором X=Xос, наз.нулевым.

Средства измерений чаще всего имеют комбинированную структуру и содержат несколько внутренних цепей ОС, а также преобразователи, не охваченные ОС.


16. АЦПизмерительные преобразователи, назначение которых состоит в автоматическом преобразовании измеряемой аналоговой величины в дискретную, представленную в виде цифрового кода. Все АЦП можно разделить на три группы: 1. с время-импульсным, 2.с частотно-импульсным преобразованиями и 3.поразрядного уравновешивания.

1. В основе метода положено преобразование измеряемой величины в интервал времени, заполняемый затем импульсами со стабильной частотой следования.

2. Входная аналоговая величина предварительно преобразуется в частоту следования импульсов. Цифровой код формируется посредством заполнения этими импульсами временного интервала строго определённой длительности.

3. Измеряемое напряжение сравнивается с набором образцовых, составленным по определённому закону. Эти напряжения поступают на устройство сравнения в соответствие с командами устройства управления. Последовательность работы задаётся генератором тактовых импульсов.

^ Цифровые измерительные приборы (ЦИП) – приборы, которые в процессе измерения осуществляют автоматическое преобразование непрерывной измеряемой величины в дискретную с последующей индикацией результата измерений на цифровом отсчётном устройстве или регистрацией его при помощи цифро-печатающего устройства. Основные характеристики: высокая точность, широкий рабочий диапазон, высокое быстродействие, получение результатов в удобной форме, возможность цифрового преобразования, автоматическое введение поправок и калибровка, автоматизация процесса измерения.

Недостатки: сложность, высокая стоимость и малая надёжность.

Основой всякого ЦАП служит АЦП, который выполняет дискретизацию, квантование и кодирование информации.

13. Электомеханические изм.приборы

Аналоговыми измерительными приборами наз.приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. Важным классом аналоговых приборов являются электромех. показывающие приборы прямого действия.


Измерительная цепь осуществляет преобразование измеряемой электрической величины Х в электрическую Х, удобную для измерения.. Измерительный механизм преобразует эту величину в механическое перемещение, значение которого отсчитывается по шкале отсчётного устройства, проградуированной в единицах измеряемой величины. Измерительный механизм состоит из подвижной и неподвижной частей. Отсчётное устройство состоит из указателя, связанного с подвижной частью прибора , и неподвижной шкалы, представляющей собой совокупность отметок, нанесённой на лицевой стороне прибора. Расстояние м/у двумя соседними отметками наз. делением шкалы. Цена деления (постоянная прибора) соответствует изменению измеряемой величины, вызывающему перемещение указателя на одно деление.

Уравнение преобразование механизма прибора связывает показания прибора со значением измеряемой величины и характеризует свойства измерительного прибора.



где: Мвр – вращающий момент;

- угол поворота подвижной части;

W – удельный противодействующий момент;

Х – измеряемая величина;

- параметры механизма;


16. Вольтметры пост.напряжения. Компенсаторы.

Электронные вольтметры постоянного напряжения выполняются по следующей схеме:


Измеряемое напряжение подаётся на входное устр-во, представляющее собой многопредельный высокоомный деоитель на резисторах. С делителя напряжение поступает на УПТ и далее на ИМ. Делитель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряжение до значений , необходимых для нормальной работы измеряемого механизма.

Для измерения малых напряжений используют микровольтметры с преобразованием постоянного тока в переменный. В таком вольтметре усиление измеряемого сигнала производится на переменном токе, что позволяет достичь больших значений коэф-та усиления и снизить порог чувствительности до нескольких микровольт. Рабочий диапазон электронных микровольтметров постоянного напряжения лежит в пределах 10-8 – 1 В.

Компенсаторы – приборы для измерения методом сравнения ЭДС, напряжений или величин, функционально с ним связанных. Принцип действия компенсаторов основан на уравновешивании измеряемого напряжения известным падением напряжения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фиксируется по показаниям индикаторного прибора.

Схема компенсатора

постоянного тока.

Ен – образцовое ЭДС

R0 – образцовый R

R1 – регулировочный R

НИ – нуль-индикатор

П – переключатель; ВБ – источник питания.

Процесс измерения состоит из двух стадий: установление рабочего тока и уравновешивание измеряемого напр-я.

Перекл-ль П ставится в положение 1 и, регулируя R1 добиваются отсутствие тока в гальванометре. Далее П в положение 2 и не изменяя рабочего тока устанавливают такое значение R=Rx, при котором ток в цепи будет отсутствовать, тогда: Ех=(Rx/R0)Eн.

В промышленности выпускаются компенсаторы с ручным и автоматическим уравновешиванием. Компенсационные методы используются также для измерения и на переменном токе.


17. Вольтметры переменного напряжения. Детекторы.

Электронные вольтметры переменного напряжения выполняются по двум схемам.



В первой из этих схем измеренное переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное детектором В, а затем усиливается усилителем постоянного тока (УПТ). Во второй схеме усиление производится на переменном напряжении и лишь затем, предварительно усиленный сигнал, выпрямляется детектором. Первая схема позволяет измерять напряжения в широком диапазоне частот (10 Гц-1000 МГц). Вторая схема позволяет строить очень чувствительные вольтметры, нижний предел измерения может составлять единицы микровольт. Важнейшим элементом электронного вольтметра является детектор. Напряжение на выходе детектора может быть пропорционально амплитудному, средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения. Характер этой зависимости определяет на какое из этих значений реагирует прибор. В соответствии с чем различают вольтметры средних, амплитудных и ср.квадр. значений. Также детекторы делятся на детекторы с открытым и закрытым входом:


^ 18. Влияние формы кривой напряжения на показания вольтметров переменного напряжения.

У переменного напряжения различают:

1.Мгновенное значение напряжения, которое оценивают с помощью осциллографа или быстродействующего цифрового вольтметра.

2.Амплитудное значение (Um)

3.Среднеквадратичное значение U=Uд = .Связь между Uд и амплитудой:

4.Средневыпрямленное напряжение:



.

если у синусоиды то


Универсальные вольтметры градуируются в действительных вольтах по синусоиде.

Если сигнал синусоидальный, то показания вольтметра соответствует Uд входного сигнала. Если же форма сигнала отличается от синусоидальной то показания вольтметра ничему не соответствует и требуется перерасчёт. Вначале надо перевести показания вольтметра перевести в тот вид напряжения который измеряет вольтметр. Um=Ka*Uпоказаний. Если вольтметр измеряет средневыпрямленное напряжение то его и надо найти.


где Up- Uпоказаний.


^ 19. Цифровые вольтметры с время- импульсным преобразованием.




Принцип работы Ux→∆t→N, то есть преобразование измеряемого напряжения во временной интервал, а его преобразуем в число импульсов.

ГЛИН- генератор линейно изменяющегося напряжения.

СУ- сравнивающее устройство. Тг- триггер. ВУ- входное устройство. ГОЧ- генератор опорного напряжения. СЧ- счётчик. ЦОУ- цифровое отображающее устройство.

ВУ обеспечивает высокое входное сопротивление. УУ- устройство управления необходимо для управления последовательности. СУ выдаёт либо >< или =.

∆t=Ux/v N=∆t/T0=Ux*F0/v, где v- скорость нарастания пилы, F0/v≈10N –характеризует либо мВ, мкВ, В, кВ.

∂д=±1/N- погрешность дискретности. Также погрешность возникает из-за нелинейности ГЛИН и из-за разного времени сравнения СУ.


^ 20. Цифровые вольтметры использующие метод двойного интегрирования.



Ux*T1=U0*T2 Ux=U0*T2/T1=U0*N2*T0/N1*T0=U0*N2/N1

Здесь образуются два временных интервала в течение цикла измерения. Длительность цикла измерения устанавливается кратно периоду помехи. Это приводит к повышению помехоустойчивости вольтметров.

Где - интегратор.

Принцип работы: В момент времени Т1 на вход интегратора подаётся напряжение Ux в результате на выходе интегратора образуется напряжение определённой величины см. график. После этого на вход интегратора подаётся U0- опорное напряжение в обратной полярности до тех пор пока напряжение на выходе интегратора не станет равным нулю.

И измеряемое напряжение пропорционально U0 и отношению между Т1 и Т2, которые соответственно пропорциональны N1 и N2. В остальном же по работа по схеме аналогично с вольтметром с время- импульсным преобразованием.
  1   2   3   4



Скачать файл (709 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru