Практические занятия

3.1. Расчет элементов электрических измерительных преобразователей.

3.2. Расчет погрешностей измерения при использовании косвенных методов определения параметров элементов электрических цепей.

3.3. Расчет элементов мостовых схем измерения параметров электрических цепей и оценка погрешностей результатов измерения.

3.4. Расчет временных характеристик электрических сигналов с использованием осциллографических методов.

4. Литература

1.Аналоговые электроизмерительные приборы: учеб. пособие для вузов по спец. «Информац. — измерит. техника» /Е.Г.Бишард, Е.А.Кисилева, Г.П.Лебедев. 2 изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1991. – 415с.: ил.

2. Основы метрологии и электрические измерения: учебник для вузов /Б.Я.Авдеев, Е.М.Антонюк, Е.М.Душин; под ред. Е.М.Душина. 6изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ие, 1987. — 480с.: ил.

3.Электрические измерения: учеб. пособие для вузов / В.Н.Малиновский, P.M.Демидова-Панферова, Ю.Л.Евланов; под ред. В.Н.Малиновского. М.: Энергоатомиздат, 1985. – 416 с.: ил.

4.Шишкин,И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: учеб. пособие для сред. спец. учеб. завед. /И.Ф.Шишкин. -М.: Издательство стандартов, 1988. – 319 с.: ил.

5.Лифиц,И.М. Основы стандартизации и сертификации: учебник. / И.М.Лифиц.

-М.:Юрайт-М, 2001. — 268 с.

6. Быстров,В.М. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб. пособие для вузов. в 2ч. Ч. 1. /В.М.Быстров. -Вологда: ВоГТУ, 2002. – 96 с.: ил.

7. Быстров,В.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие для вузов. в 2ч. Ч. 2. /В.М.Быстров. -Вологда: ВоГТУ, 2002. – 71 с.: ил.

8. Сергушичева, А.П. Основы метрологии: учеб. пособие. В 2ч. Ч.1.

/ А. П.Сергушечева. -Вологда: ВоГТУ, 2002 . – 108 с.: ил

9. Сергушичева, А.П. Основы метрологии: учеб. пособие. в 2ч. Ч.2.

/ А. П.Сергушечева. -Вологда: ВоГТУ, 2002. – 108 с.: ил.

6. Методические указания и вопросы

для самопроверки к темам рабочей программы

К теме 1

Здесь нужно знать определение науки метрология, понятие измерения, как способа количественного опознания свойств физических объектов. Основные (независимые) единицы физических величин, производные, кратные и дольные единицы, возможности представления производных единиц физических величин через основные.

При проведении измерений необходимо учитывать влияние на результат измерений условий внешней окружающей среды, внешних электрических и магнитных полей, положение электроизмерительных приборов. Представлять сущность прямых, косвенных, совокупных и совместных видов измерений, методов непосредственной оценки и методов сравнения - нулевой, дифференциальный, противопоставления, замещения, биений.

Знать классификацию и определения средств измерений – меры, измерительные приборы, измерительные электрические преобразователи, измерительные установки, информационно-измерительные системы.

Иметь представления о типах эталонов единиц физических величин – государственный эталон, эталон-копия, эталон-сравнения, рабочий эталон, образцовые средства первого, второго, третьего разряда, рабочие средства измерений. Знать государственную систему обеспечения единства измерений (ГСИ), виды поверочных схем – государственные, ведомственные, локальные, области их обязательного применения.

Обратить особое внимание на классификацию и определения погрешностей измерения – основные и дополнительные, статические и динамические, абсолютные, относительные и приведенные.

При наличии случайных погрешностей необходимо знать законы их распределения (в метрологии чаще всего нормальный или закон Гаусса), уметь оценивать результаты измерений с учетов помех и их характеристик.

Большую помощь при практических вычислениях числовых характеристик случайных погрешностей может оказать применение вычислительной техники. Поэтому стоит уделить внимание вопросам, связанным с разработкой алгоритмов и программ для решения подобных задач. Л: [1], с. 5-60; [2], с. 4-19, с. 35-41, с. 47-51, с. 75-82; [3], с. 5-16, с. 21-30, с. 33-42; [4], с. 5-139; [6], с. 5-32; [8], с. 4-45, с. 90-105.

Вопросы для самопроверки

1. Что представляют собой измеряемые физические величины?

2. В чем состоит разница между измерительными и энергетическими преобразователями?

3. В каких случаях предпочтительнее пользоваться косвенными видами измерений?

4. В чем состоит отличие измерительных приборов от измерительных преобразователей?

5. Каким образом можно отобразить результаты измерений?

6. Как связаны между собой чувствительность приборов типа амперметров и вольтметров с их собственной потребляемой мощностью?

7. Что понимают под временем успокоения измерительных приборов?

8. Какие законы распределения чаще всего используются при оценке случайных погрешностей и почему?

9. В чем разница между аддитивной и мультипликативной погрешностями измерений?

10. Как выразить относительную погрешность измерения, зная класс точности прибора, конечное значение его шкалы и результат измерения?

11. Какие числовые характеристики используются для оценки свойств законов распределения?

К теме 2

Изучая данный раздел, нужно четко представлять назначение измерительных средств электромеханического типа и их основные особенности в процессе преобразования измеряемой величины в результат измерения. Для правильного выбора типа прибора, требуемого при проведении заданного измерения, нужно хорошо знать условные обозначения, наносимые на циферблат прибора и уметь пользоваться соответствующими техническими описаниями к измерительным приборам.

При изучении аналоговых электромеханических приборов нужно знать принципы их работы, выводы уравнения преобразования, области применения, достоинства и недостатки, частотный рабочий диапазон, а также обратить внимание на особенности работы приборов с электрическим противодействующим моментом (логометры). Кроме того, нужно ознакомиться с перспективными направлениями в развитии современной электроизмерительной техники.

Л: [1], с.61-73, с.87-132; [2], с.99-152; [3], с.84-106; [6], с.33-47.

Вопросы для самопроверки

1.Для каких целей предназначены электромеханические измерительные приборы?

2.При выполнении каких условий стрелка прибора будет отклоняться на определенное число делений шкалы?

3.Какие типы успокоителей используются в приборах и для чего?

4.Какой тип указателя (стрелки) и шкалы обеспечивает наименьшую погрешность отсчета результатов измерения?

5.В чем состоит принцип работы магнитоиндукционного успокоителя?

6.Что обозначает класс точности прибора, если соответствующие цифры обведены кружком? Под цифрой изображен знак угла?

7.Какой тип прибора целесообразнее использовать при точных измерениях на постоянном токе?; на переменном токе?; в условиях ударов, вибраций и трясок?

8.Каковы особенности работы электростатических приборов?

9.В чем состоит суть работы логометров?

10.Для измерения каких величин применяются индукционные приборы? В чем их особенности?

К теме 3

В данном разделе прежде всего нужно знать назначение электрических измерительных преобразователей.

При изучении конкретных типов электрических преобразователей следует обратить внимание на основные формулы для расчета сопротивлений для одно- и многопредельных амперметров и вольтметров, уметь определять погрешности, вызванные включением преобразователей, знать их классы точности, способы включения и правила работы с ними.

Рассматривая измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) нужно знать их назначение, основные характеристики (действительные и номинальные коэффициенты трансформации по току и напряжению, относительные погрешности преобразования токов и напряжений), правила включения измерительных приборов во вторичные цепи трансформаторов (амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры), особенности замены приборов, установки предохранителей и заземления. Классы точности ТТ и ТН.

Изучая выпрямительные измерительные преобразователи нужно знать однополупериодные и двухполупериодные схемы преобразования, принципы их работы, временные диаграммы, поясняющие протекающие в цепях процессы, соотношения между амплитудными, действующими и средневыпрямленными значениями токов и напряжений с учетом формы преобразуемых сигналов (коэффициенты формы и амплитуды).

При знакомстве с термоэлектрическими и магнитными преобразователями, необходимо представлять принципы их работы, типы конструкций, основные характеристики, области применения, достоинства и недостатки.

Л: [2], с.97-113, [3], с.107-121, с.138-147; [6], с.48-56.

Вопросы для самопроверки

1.Назначение делителей напряжения, шунтов, добавочных сопротивлений, трансформаторов напряжения и тока.

2.Что обозначает класс точности, указываемый на шунтах и добавочных сопротивлениях?

3.Какие погрешности характеризуют трансформаторы тока и напряжения?

4.Как определить значение тока, напряжения и мощности в первичной цепи при использовании ТТ и ТН?

5.Какие типы выпрямительных преобразователей используют при измерении переменных токов и напряжений?

6.Какие типы измерительных приборов применяют с выпрямительными и термоэлектрическими преобразователями?

7.Каким образом связаны между собой амплитудное, действующее и средневыпрямленное значение токов и напряжений в выпрямительных преобразователях?

8.Какими особенностями характеризуются термоэлектрические преобразователи?

К теме 4

Здесь, прежде всего, нужно хорошо представлять все параметры, характеризующие такие элементы радиоэлектронной аппаратуры как резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, взаимные индуктивности. Особенно это касается катушек индуктивности и конденсаторов, эквивалентные схемы которых могут включать дополнительные элементы — собственное сопротивление и емкости катушки, сопротивление потерь или утечки конденсаторов. Это приводит к необходимости измерять такие параметры, как добротность и тангенс угла потерь.

Среди косвенных способов нужно ознакомиться с методом амперметра-вольтметра, а также с методом одного прибора (амперметра или вольтметра). Требуется уметь оценивать методические погрешности измерения, вызываемые наличием внутренних сопротивлений самих приборов.

Особое внимание нужно уделить изучению мостовых измерительных схем постоянного и переменного тока, которые находят широкое применение не только для измерения параметров электрических цепей, но и при измерении многих неэлектрических величин. Следует знать основные характеристики мостовых схем, такие, как чувствительность, выходное сопротивление со стороны измерительной диагонали и диагонали питания, взаимное сопротивление между плечом моста и его диагоналями и т.п. Кроме того, нужно уметь составлять уравнение равновесия, особенно для мостов переменного тока, а также правила расположения реактивных элементов плеч моста для возможного уравновешивания схемы.

Знакомясь с потенциометрами (компенсаторами) постоянного и переменного тока, нужно обратить внимание на условия компенсации, а также разобраться в вопросе, почему компенсаторы постоянного тока имеют значительно меньшую погрешность измерения, чем компенсаторы переменного тока.

При измерении временных параметров, таких как частота или период, сдвиг фаз между двумя напряжениями, требуется рассмотреть приборы непосредственной оценки и структурные схемы приборов, использующие косвенные виды измерений.

Л: [2], с. 186-212, с. 411–448; [3], с. 195-243; [6], с. 57-78.

Вопросы для самопроверки

1.Начертить эквивалентную схему конденсатора, характеризуемого большим тангенсом угла потерь.

2.Как определяется добротность катушки индуктивности?

3.Чем отличается формула тангенса угла потерь для последовательной и параллельной эквивалентной схемы конденсатора?

4.В каких формах можно записать уравнение равновесия для моста переменного тока?

5.Как определяется выходное сопротивление моста постоянного тока со стороны индикатора равновесия?

6.В какое плечо моста переменного тока следует включить эталонную ёмкость для уравновешивания измеряемой индуктивности, если два других плеча выполнены из резисторов?

7.Чем объясняется высокая точность измерения компенсаторами постоянного тока?

8.Можно ли с помощью компенсатора измерить неизвестные токи и сопротивления резисторов?

9.Каким образом можно измерить разность фаз между двумя напряжениями?

К теме 5

При изучении данной темы нужно рассмотреть назначение и принцип работы регистрирующих приборов, методы регистрации с нанесением слоя вещества на носитель (чернильный, чернильный струйный, шариковое устройство с пастой), со снятием слоя вещества с носителя (резцовый, плавильный, электротермический), с изменением состояния вещества носителя (термочувствительный, фотографический). По виду носителей регистрируемой информации следует различать диаграммные ленты и диски типа ЛR, ЛRБП, ЛПТ, ЛПГБП, ЛПВ. ЛПВБП, ЛRС, ЛПГС, ДR, ЛП, представлять их разметку и правила отсчёта значений измеряемой величины. Рассматривая работу светолучевых осциллографов, нужно обратить внимание на принцип действия осциллографического гальванометра и устройства развёртки изображения во времени, на способ регистрации измеряемой величины, а также на те преимущества, которыми обладают данные РП. Изучая магнитографы, нужно обратить внимание на принцип действия, виды записи на магнитный носитель (прямой, модуляционный, цифровой), достоинства подобного метода регистрации. Относительно графопостроителей следует представлять их назначение, принцип работы, виды входных сигналов (аналоговые, кодоимпульсные).

Л: [1], с.133—170; [2], с.257—271; [3], с. 243-286; [6], с. 79-93.

Вопросы для самопроверки

1.Какие типы измерительных механизмов применяются в регистрирующих приборах?

2.Какие требования предъявляют к регистрирующим устройствам?

3.В чём состоит различие в методах регистрации с нанесением и со снятием слоя
вещества с носителя?

4.Каким образом осуществляется точечная регистрация исследуемого процесса?

5.Как устроен осциллографический гальванометр?

6.Каким образом в светолучевом осциллографе фиксируются временные интервалы при регистрации?

7.Для каких целей могут применяться регистрирующие приборы сравнения? В чем их преимущества?

8.Какие основные узлы входят в состав регистрирующих приборов сравнения?

9.Какие возможности возникают у регистрирующих приборов при наличии микро-ЭВМ?

10. В чём достоинства магнитного метода регистрации?

К теме 6

Изучая данный раздел, нужно обратить внимание на те преимущества, которые обеспечивают электронные измерительные приборы: широкий частотный диапазон, высокая чувствительность, многопредельность и т.п. Преобразователи импеданса предназначены для согласования импедансов (полных сопротивлений) электронных схем, источников сигнала, нагрузки. Здесь следует различать преобразователи входного и выходного импеданса, знать какие функции они выполняют и каким образом могут быть реализованы.

Приступая к изучению электронных вольтметров, нужно прежде всего ознакомиться с измерительными преобразователями переменного напряжения в постоянное, амплитудными преобразователями синусоидальных и импульсных сигналов, преобразователями средневыпрямленного значения пассивного и активного типа. В зависимости от взаимного порядка расположения выпрямительного преобразователя и усилителя на входе вольтметра, следует уметь различать вольтметр типа усилитель-выпрямитель и выпрямитель-усилитель, а так же их чувствительность. Структура электронных вольтметров типа М-ДМ.

Измерительные приборы с оптоэлектронными отсчётными устройствами являются перспективными средствами измерительной техники. Поэтому нужно знать принцип действия таких приборов, основанный на электрооптических эффектах со светоизлучением — электро- и катодолюминесценция, газовый разряд, принцип работы приборов на жидких кристаллах, с газоразрядным индикатором и со светодиодными отсчётными устройствами.

Так как электронные осциллографы являются одними из самых универсальных приборов, часто применяемых в практике измерения параметров сигналов и наблюдения их формы, то требуется хорошо знать области применения и свойства осциллографов, их характеристики, общую структурную схему прибора и назначение отдельных узлов.

Л: [1], с. 210-315, с. 341-385; [2], с. 152-186; [3], с. 147-182; [7], с. 5-22.

Вопросы для самопроверки

1.В чем состоит суть прямых методов преобразования сигналов в электронных вольтметрах?

2.На какие типы делятся электронные вольтметры по своему назначению и принципу действия.

3.Чем ограничивается чувствительность электронных вольтметров постоянного тока при использовании усилителей постоянного тока?

4.Какие типы выпрямительных преобразователей применяют в электронных вольтметрах переменного тока?

5.В чем особенность работы универсальных и импульсных вольтметров?

6.Какие способы измерения частоты применяют в электронных аналоговых частотомерах?

7.По какому принципу могут быть выполнены преобразователи фазы в напряжение?

8.Какие погрешности свойственны аналого-дискретным оптоэлектронным приборам?

9.В чём заключается принцип работы оптоэлектронных приборов?

10.Какие режимы работы генератора развертки применяют в осциллографах?

11.В каких случаях используют режим внутренней и внешней синхронизации?

К теме 7

При изучении цифровых измерительных приборов (ЦИП) нужно предварительно ознакомиться с основными понятиями и определениями, назначением отдельных блоков и узлов ЦИП, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, их назначением. Далее следует рассмотреть вопросы квантования непрерывных измеряемых величин по времени и по уровню с учётом погрешностей квантования и способы кодирования измеряемой величины. Для этого нужно вспомнить системы счисления, используемые в измерительной и вычислительной технике (двоичная, десятичная, двоично-десятичная и т.п.) и способы преобразования одной системы счисления в другую. При переходе к изучению самих ЦИП следует разбить их по принципу работы на группы: ЦИП с время-импульсным, кодо-импульсным и частотно-импульсным методами преобразования измеряемых величин. Необходимо уметь начертить структурную схему прибора со всеми логическими связями, временные диаграммы, поясняющие принцип работы, знать области применения приборов и их погрешности измерения, пороги чувствительности, входное сопротивление, быстродействие, помехозащищённость. Кроме этого необходимо изучить также цифровые измерительные приборы считывания для измерения перемещений с использованием циклических кодов (код Грея).

Л: [2], с. 212-258; [3], с. 323-369; [7], с. 22-47.

Вопросы для самопроверки

1.В чем отличие аналогово-цифрового преобразователя от цифро-аналогового?

2.Что такое код и какие типы кодов применяются в измерениях?

3.В чем состоит суть дискретизации измеряемой информации по времени и уровню?

4.Каковы основные характеристики ЦИП?

5.От чего зависит точность ЦИП?

6.Какие системы счисления применяются в ЦИП и почему?

7.Для чего применяются дешифраторы?

8.Каким образом осуществляется индикация результатов измерения в ЦИП?

9.Какие методы преобразования применяют в ЦИП?

10.Как можно уменьшить погрешность дискретизации при измерении временных интервалов?

К теме 8

Изучение данной темы тесно связано с дальнейшим развитием измерительной техники на базе современных элементов, узлов и устройств с применением вычислительной техники. Прежде всего, необходимо рассмотреть измерительные информационные системы, их деление по функциональному назначению на измерительные системы, системы автоматического контроля и системы технической диагностики. Агрегатно-модульный принцип построения ИИС предлагает применение стандартных интерфейсов и интерфейсов КАМАК. Далее следует ознакомиться со структурными типовыми схемами ИИС, обратить внимание на использование в ИИС унифицированных сигналов и перейти к более детальному изучению трех типов ИИС на уровне структурных схем.

Использование ЦВМ приводит к необходимости представления измерительной информации в дискретном виде. Поэтому нужно рассмотреть вопросы квантования сигналов во времени, методы сокращения избыточности (определение оптимального числа выборок) на этапе обработки и на этапе первичного преобразования, методы рационального кодирования (статическое, адаптивное, разностное). Нужно понимать роль помехоустойчивости ИИС и методы ее повышения с использованием разных видов модуляции и корректирующих кодов.

С целью практического применения ИИС следует хорошо знать основные узлы подобных схем, их назначение, принципы построения, достоинства и недостатки. Так как одной из важных проблем является вопрос согласования информационного потока с пропускной способностью оператора, нужно еще раз вспомнить методы и устройства представления информации (тема 7). По принципу построения ИИС можно выделить сканирующие системы последовательного и параллельно-последовательного действия.

На следующем этапе нужно уделить внимание измерительно-вычислительным комплексам (ИВК), которые являются базовыми при создании информационно-измерительных приборов и систем нового поколения, обладающих целым рядом достоинств. Затем рассмотреть измерительно-вычислительные средства системного применения, измерительно-вычислительные комплексы, их назначение, общие принципы построения и работы, структурную организацию.

Л:[2], с. 331-361; [3], с. 369-390; [7], с. 47-60.

Вопросы для самопроверки

1.Для каких целей используют измерительные системы? Системы автоматического контроля? Системы технической диагностики?

2.В чем разница между многоканальными, сканирующими, мультиплицированными и многоточечными измерительными системами?

3.Какие типы телеизмерительных систем находят применение для измерения параметров удаленных объектов?

4.Что представляет собой канал на основе ИВС?

5.Какие типы вычислительных средств используют с ИВС?

6.Что представляет собой интерфейс?

7.Для какой цели применяют измерительно-вычислительные комплексы?

8.Что понимают под избыточностью и каким образом ее можно сократить?

9.В чем заключается суть статического, астатического и разностного кодирования?

10.С какой целью применяют корректирующие коды в ИИС?

11.Для чего используются унифицирующие устройства постоянного и переменного тока?

12.В чем состоит разность сравнения с установками в аналоговой и цифровой форме?

К теме 9

Основы стандартизации. Отбор объектов стандартизации.

Моделирование объекта стандартизации, оптимизация модели, стандартизация модели.

Понятия нормативных документов по стандартизации: нормативный документ, стандарт (международный стандарт, государственный стандарт РФ, межгосударственный стандарт, стандарт отрасли, стандарт научно-технического или инженерного общества, стандарт предприятия). Цели стандартизации – безопасность продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества; безопасность хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций; обороноспособность и мобилизационная готовность страны; техническая и информационная совместимость и взаимозаменяемость продукции; единство измерений; качество продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологий; экономия всех видов ресурсов.

Принципы стандартизации: сбалансированность интересов сторон, разрабатывающих, изготавливающих, представляющих и потребляющих продукцию (услугу); системность и комплексность стандартизации; динамичность и опережающее развитие стандарта; эффективность стандартизации; приоритетность разработки стандартов, способствующих обеспечению безопасности, совместимости и взаимозаменяемости продукции (услуг); принцип гармонизации; четкость формулировок положений стандарта.

Функции стандартизации: функции упорядочения; охранная (социальная) функция; ресурсосберегающая функция; коммуникативная функция; цивилизующая функция; информационная функция; функция нормотворчества и правоприменения.

Методы стандартизации: упорядочение объектов стандартизации; параметрическая стандартизация; унификация продукции; агрегатирование; комплексная стандартизация; опережающая стандартизация.

Государственная система стандартизации РФ (ГСС РФ). Основа ГСС: техническое законодательство; государственные стандарты; общероссийские классификаторы технико-экономической информации; стандарты отрасли и стандарты научно-технических и инженерных обществ; стандарты предприятий и технические условия.

Органы и службы стандартизации РФ – это органы, признанные на определенном уровне, основная функция которых состоит в руководстве работами по стандартизации и специально создаваемые организации и подразделения для проведения работ по стандартизации на определенных уровнях управления – государственном, отраслевом, предприятий (организаций). Общие характеристики стандартов разных категорий и видов (основополагающие; на продукцию и услуги; на работы (процессы); на методы контроля).

Информация о нормативных документах по стандартизации. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов. Международная и региональная стандартизация.

Основные понятия сертификации: сертификация продукции; система сертификации; сертификация соответствия; декларация о соответствии; знак соответствия. Цели сертификации: содействие потребителям в компетентном выборе продукции (услуги); защита потребителя от недобросовестности изготовителя (продавца, исполнителя); контроль безопасности продукции (услуги, работы) для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества; подтверждение показателей качества продукции (услуги, работы), заявленных изготовителем (исполнителем); создание условий для деятельности организаций и предпринимателей на едином товарном рынке России, а также для участия в международном экономическом, научно-техническом сотрудничестве и международной торговле. Обязательная и добровольная сертификация. Субъекты (участники) сертификации. Правила сертификации. Нормативная база сертификации: законодательные акты РФ; подзаконные акты – постановления Правительства РФ; основополагающие организационно-методические документы; организационно-методические документы, распространяющиеся на конкретные однородные группы продукции и услуг и выполняемые в виде правил и порядков; классификаторы, перечни и номенклатуры, порядок сертификации продукции: схемы сертификации; порядок проведения сертификации продукции; порядок сертификации продукции, ввозимой из-за рубежа; сертификация средств производств (сертификация электрооборудования, сырьевых товаров, средств индивидуальной защиты).

Следует помнить, что при измерениях нужно обратить внимание на качественные и количественные характеристики. Среди качественных характеристик надо учитывать размерность измеряемых величин, отражающую их связь с самими величинами. Количественной характеристикой измеряемой величины служит ее размер. Здесь нужно иметь понятие о шкале порядка, реперных точках, шкале интервалов, шкале отношений.

Л: [4], с. 72-104, с. 155-311; [5], с. 7-111, с. 177-264.

Вопросы для самопроверки

1.Назначение нормативных документов по стандартизации.

2.Каковы цели, принципы и функции сертификации?

3.В чем состоит назначение органов и служб стандартизации?

4.Какие основные характеристики стандартов по категориям и видам?

5.В чем состоят отличия международных задач по стандартизации от региональных?

6.Чем отличаются обязательная и добровольная сертификации?

7.Каков порядок проведения сертификации продукции, изготавливаемой в стране и ввозимой из-за рубежа?

8.Особенности сертификации средств производства.

9.Что понимается под стандартизацией и аттестацией методик выполнения измерений?

Контрольное задание № 1

Задача 1

Для получения информации о перемещении датчика в точку с постоянными координатами применен потенциометрический датчик, выходное напряжение которого было измерено N раз вольтметром класса точности K_V с конечным значением шкалы U_K Для заданной доверительной вероятности Р_Д определить величину доверительного интервала, величину случайной, полной и относительной погрешности измерения и записать окончательный результат измерения. Составить блок-схему алгоритма вычисления заданных величин. Исходные данные взять из таблицы 1, а коэффициент Стьюдента — из таблицы 2.

Таблица 1

Параметры U, В	Варианты

U₁ U₂ U₃ U₄ U₅ U₆ U₇ U₈ U₉ U₁₀	7,62 7,82 7,85 7,70 7,82 7,84 7,78 7,81 – –	3,78 3,65 3,69 3,74 3,80 3,67 3,73 3,74 3,76 3,72	12,56 12,48 12,49 12,52 12,56 12,53 12,49 – – –	8,33 8,28 8,27 8,34 8,32 8,29 8,29 8,32 8,30 –	6,46 6,51 6,42 6,39 6,47 6,54 6,37 6,41 6,43 6,42	5,94 6,02 6,06 5,96 5,98 6,05 6,02 5,95 – –	15,27 15,32 15,34 15,34 15,28 15,30 15,35 15,32 15,29 –	9,74 9,78 9,76 9,85 9,50 9,72 9,84 – – –	13,6 13,7 13,9 13,7 14,0 13,4 13,8 13,6 14,1 13,9	1,29 1,35 1,33 1,27 1,21 1,36 1,32 1,38 1,41 –
Р_Д K_V U_K	0,95 1,0	0,9 1,5	0,98 0,5	0,8 0,5	0,99 1,5	0,95 1,0	0,98 0,5	0,8 1,0	0,9 1,5	0,95 1,0

Таблица 2

N	Р_Д
0,2	0,6	0,8	0,9	0,95	0,98	0,99	0,999
	0,265 0,263 0,262 0,261 0,258 0,257	0,906 0,896 0,889 0,883 0,868 0,861	1,440 1,415 1,397 1,383 1,345 1,328 1,311	1,943 1,895 1,860 1,833 1,761 1,729 1,699	2,447 2,365 2,306 2,262 2,145 2,093 2,045	3,143 2,998 2,896 2,821 2,624 2,539 2,462	3,707 3,499 3,355 3,250 2,977 2,361 2,756	5,959 5,405 5,041 4,781 4,140 3,883 3,659

Задача 2

0.Рассчитать схему миллиамперметра с универсальным шунтом на три предела измерений: 0,2; 2 и 20 мА при переходном множителе N = 10. Измеритель прибора — микроамперметр типа М 94 — имеет данные: I_НОМ = 150 мкА;

R_И_M =850 Ом. Выбрать тип резисторов, учитывая допустимую мощность рассеивания.

1.При измерении напряжения двумя параллельно включенными вольтметрами их показания были: U₁ = 29,2 В, U₂ = 30 В. Показания какого прибора точнее, если класс точности К_V1 = 2,5, К_V2 = 1,0, а пределы измерения соответственно равны U_H₁ = 30 В; U_H₂ = 150 В.

2.Магнитоэлектрический прибор со шкалой на 100 делений имеет сопротивление рамки 25 Ом и чувствительность по току 4 дел/мА. Определить предел измерения по напряжению и цену деления прибора в вольтах.

3.Рассчитать вольтметр со ступенчатым включением добавочных резисторов на три предела измерений: 10, 100 и 1000 В. Измерителем вольтметра служит микроамперметр типа М 266 с параметрами: I_НОМ = 200 мкА, R_ИМ = 900 Ом. Выбрать тип резисторов, учитывая допустимую мощность рассеивания.

4.Необходимо измерить ток I = 4 А. Имеются два амперметра: один класса точности 0,5 имеет верхний предел измерения 20 А, другой класса точности 1,5 имеет верхний предел измерения 5 А. Определить, у какого прибора меньше предел допускаемой основной относительной погрешности и какой прибор лучше использовать для измерения тока I = 4 А.

5.Вольтметром типа М 1106, имеющим верхний предел измерения 150 В и ток полного отклонения I_HOM = 3 мА, измеряются падения напряжений на резисторах R₁ = 5 кОм и R₂ = 10 кОм, включенных последовательно к источнику с напряжением U = 120 В, имеющему нулевое внутреннее сопротивление. Чему равны показания прибора и относительная методическая погрешность измерения напряжения. Погрешностями прибора пренебречь.

6.При поверке поверяемый амперметр с конечным значением шкалы I_HOM = 10 А показал ток I = 7 А, а образцовый — 7,12. Найти поправку к показаниям прибора, абсолютную, относительную и приведенную погрешность.

7.Во сколько раз чувствительность по напряжению у вольтметра с верхним пределом измерения 250 В и шкалой, имеющей 100 делений, отличается от чувствительности милливольтметра с верхним пределом 150 мВ и шкалой, имеющей 75 делений?

8.Определить чувствительность по току и напряжению для прибора с номинальным напряжением 150 мВ, сопротивлением рамки 10 Ом и шкалой на 10 делений?

9.Рассчитать вольтметр с раздельными добавочными сопротивлениями на четыре предела измерений: 3, 10, 30, 100 В. В качестве измерителя применить микроамперметр типа М 265 с параметрами: I_HOM = 500 мкА, R_ИМ = 150 Ом.

Задача 3

В цепь однофазного тока через измерительный трансформатор напряжения класса точности 0,5 включен вольтметр с номинальным напряжением 100 В класса точности 1,5. Определить величину напряжения сети и наибольшую возможную погрешность измерения, если вольтметр показал 20 В.

Определить величину переменного тока в однофазной цепи и наибольшую возможную погрешность измерения, если для измерения использован амперметр класса точности 0,5 с верхним пределом измерения 5 А, который включен через трансформатор тока класса точности 0,2.

Определить показания выпрямительного миллиамперметра с однополупериодной схемой выпрямления, включенного в цепь постоянного тока 10 мА. Шкала прибора проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального тока.

В цепь переменного тока треугольной формы с параметрами I_m = 50 мА, f = 100 Гц включен выпрямительный миллиамперметр с двухполупериодной схемой выпрямителя. Шкала прибора проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального тока. Определить показания прибора и действительное значение измеряемого тока.

Магнитоэлектрический миллиамперметр с номинальным током рамки из медного провода I_H = 20 мА и ее сопротивлением 4 Ом шунтирован шунтом 0,6 Ом. Чему равна относительная температурная погрешность прибора при увеличении температуры окружающей среды на 10 С выше номинальной (20 С)?

Определить R_X методом амперметра и вольтметра, если амперметр показывает 5А, имеет сопротивление 2 Ом, вольтметр показывает 50 В. Амперметр включен последовательно с R_X. Определить относительную погрешность.

Определить возможные пределы первичного тока, если показание в нормальных условиях амперметра класса точности 1,5, включенного во вторичную обмотку трансформатора тока с , равно I₂ = 4 А. Амперметр имеет верхний предел измерения I_H = 5 А, а погрешность трансформатора тока составляет .

Выпрямительный вольтметр с однополупериодной схемой выпрямления и измерительным механизмом магнитоэлектрической системы с током полного отклонения I_H = 100 мкА и сопротивлением R_ИМ = 1000 Ом включен в цепь переменного тока. Определить предельное среднеквадратическое значение переменного тока, которое можно измерить данным прибором.

Определить сопротивление методом амперметра и вольтметра, если вольтметр показывает 200 В, амперметр 1 А, сопротивление вольтметра 3000 Ом, и он включен параллельно R_X. Вычислить относительную погрешность.

0.Вольтметр электромагнитной системы с верхним пределом измерений 100 В преобразован для работы с трансформатором напряжения с . Определить напряжение сети, если стрелка указанного вольтметра, включенного возможную погрешность измерения, если вольтметр показал 20 В.

1.Определить величину переменного тока в однофазной цепи и наибольшую возможную погрешность измерения, если для измерения использован амперметр класса точности 0,5 с верхним пределом измерения 5 А, который включен через трансформатор тока класса точности 0,2.

2.Определить показания выпрямительного миллиамперметра с однополупериодной схемой выпрямления, включенного в цепь постоянного тока 10 мА. Шкала прибора проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального тока.

3.В цепь переменного тока треугольной формы с параметрами I_m = 50 мА, f = 100 Гц включен выпрямительный миллиамперметр с двухполупериодной схемой выпрямителя. Шкала прибора проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального тока. Определить показания прибора и действительное значение измеряемого тока.

4.Магнитоэлектрический миллиамперметр с номинальным током рамки из медного провода I_H = 20 мА и ее сопротивлением 4 Ом шунтирован шунтом 0,6Ом. Чему равна относительная температурная погрешность прибора при увеличении температуры окружающей среды на 10⁰ С выше номинальной (20⁰ С)?

5.Определить R_X методом амперметра и вольтметра, если амперметр показывает 5А, имеет сопротивление 2Ом, вольтметр показывает 50В. Амперметр включен последовательно с R_X. Определить относительную погрешность.

6.Определить возможные пределы первичного тока, если показание в нормальных условиях амперметра класса точности 1,5, включенного во вторичную обмотку трансформатора тока с , равно I₂ = 4А. Амперметр имеет верхний предел измерения I_H = 5А, а погрешность трансформатора тока составляет .

7.Выпрямительный вольтметр с однополупериодной схемой выпрямления и измерительным механизмом магнитоэлектрической системы с током полного отклонения I_H = 100 мкА и сопротивлением R_ИМ = 1000 Ом включен в цепь переменного тока. Определить предельное среднеквадратическое значение переменного тока, которое можно измерить данным прибором.

8.Определить сопротивление методом амперметра и вольтметра, если вольтметр показывает 200 В, амперметр 1 А, сопротивление вольтметра 3000 Ом, и он включен параллельно R_X. Вычислить относительную погрешность.

0. 9.Вольтметр электромагнитной системы с верхним пределом измерений 100 В преобразован для работы с трансформатором напряжения с . Определить напряжение сети, если стрелка указанного вольтметра, включенного через трансформатор напряжения , остановилась на отметке 300 В. Погрешностью трансформатора пренебречь.