Файл: Контрольная работа По дисциплине метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях.docx

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ
Контрольная работа

По дисциплине «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ В ИНФОКОММУНИКАЦИЯХ»


Санкт-Петербург

2023

Оглавление

Задание 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Вариант 2

Случайная погрешность прибора для измерения сопротивления изоляции имеет три независимые составляющие, средние квадратические значения которых равны 0,6 МОм, 0,2 МОм и 1,5 МОм соответственно. Определите значение результирующей средней квадратической погрешности прибора и доверительный интервал для однократного измерения сопротивления изоляции при доверительной вероятности 0,95. Сколько наблюдений надо сделать, чтобы в три раза уменьшить погрешность измерения среднего значения сопротивления изоляции? Закон распределения случайной погрешности прибора принять нормальным.

Решение:

Значение результирующей средней квадратической погрешности прибора, при условии независимости составляющих, определим по выражению

(1)

МОм

Доверительный интервал определяется функцией распределения погрешности, доверительной вероятностью и находится из выражения:



Для нормального закона распределения центральной случайной погрешности доверительный интервал найдем из выражения:



По приложению I [1] для доверительной вероятности

---

=0.95 находим x=1.95.

Тогда

При усреднении результата измерения по n наблюдениям дисперсия ее будет связана с дисперсией единичного измерения соотношением



Чтобы в три раза уменьшить погрешность измерения среднего значения сопротивления изоляции, нужно выполнить условие



Откуда находим n = 9 наблюдений.

Задание 2. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАРЯЖЕНИЯ

Вариант 2

Электронным вольтметром постоянного напряжения, нормируемая относительная погрешность которого находится в пределах ± 2,0 % , измеряют сигнал, форма которого показана на рис. 1.



Рисунок 1 – Измеряемый сигнал.

Запишите результат измерения постоянной составляющей этого сигнала с оценкой абсолютной погрешности. Изобразите на графике, как изменится этот сигнал при прохождении через RC – цепочку закрытого входа. Определите показания электронного вольтметра переменного напряжения с закрытым входом и выпрямительным преобразователем при измерении такого сигнала. Предел измерения этого вольтметра 2,5 В, а нормируемая относительная погрешность ± 1,5%

Решение:

Вычислим напряжение, на которое откликается вольтметр U_отк – постоянного напряжения



1.67 В

Нормированная относительная погрешность, определяемая выражением


откуда находим абсолютную погрешность

Тогда результат измерения (1.67 0.03) В.



При прохождении через RC цепочку закрытого входа форма входного сигнала его форма измениться (появятся завалы вершин). Форма искажений существенно зависит от времени

---

; чем больше это время, тем искажения формы входного сигнала будут существенней.



При использовании электронного вольтметра переменного напряжения с закрытым входом и выпрямительным преобразователем. Принимая во внимание, что шкала электронного вольтметра градуируется в среднеквадратическому значению синусоидального тока, т.е. коэффициент градуировки равен С=1.11



Абсолютная погрешность измерения находим из выражения

- приведенная погрешность

Откуда абсолютная погрешность измерения равна





Тогда результат измерения (1,54 0.04) В.

Задание 3. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

Вариант 2

На входы X и Y осциллографа поданы внешние развертывающие сигналы, форма которых показана на рис. 2. Постройте изображение, которое получится на экране осциллографа.



Рисунок 2 – Развертывающие сигналы.

Решение.

Принимая во внимание линейную зависимость между размером отклонения луча на экране и приложенным к пластинам напряжения отклонения, построим изображение, которое получается на экране осциллографа. Из формы развертывающих сигналов видим, что, когда u_x(t) изменяется по линейному закону, u_y(t) изменяется по гармоническому закону, причем периоды сигналов по х и у совпадают. Осциллограмма показана на рис. 3



Рисунок 3 – Результирующая осциллограмма.

Задание 4. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Вариант 2

Оцените, с какой абсолютной погрешностью можно измерить период напряжения питающей сети, если отношение сигнал-шум в измеряемом сигнале 40 дБ. В распоряжении имеется цифровой частотомер со следующими характеристиками: относительная погрешность опорного кварцевого генератора находится в пределах ±5·10–6; частота меток времени,

---

формируемых из сигнала опорного генератора, может быть установлена равной 0,1; 1 или 10 МГц. Напишите формулу для суммарной абсолютной погрешности измерения периода, назовите составляющие суммарной погрешности, выберите частоту меток времени, оцените абсолютную погрешность измерения периода частоты сети, запишите в соответствии с правилами (см. введение) возможный результат измерения.

Решение.

В режиме измерения периода суммарная абсолютная погрешность измерений с помощью электронно-счетного частотомера определяется тремя составляющими:

Δ _Т∑ = ± (Δ ₀ + Δ _кв + Δ _зап), (4.1)
где Δ ₀ - составляющая абсолютной погрешности, обусловленная погрешностью внутреннего кварцевого генератора:

Δ ₀ = ± δ₀Т_х; (4.2)

Δ _кв - абсолютная погрешность квантования (дискретности) в режиме измерения периода, определяется выбранным значением периода меток времени Т₀ и рассчитывается по формуле:

Δ_кв = ± Т₀ = ± 1/F₀; (4.3)

Δ _зап - абсолютная погрешность уровня запуска:

Δ_зап = ± δ_запТ_х; (4.4)

; (4.5)

U_ш – пиковое значение шума в измеряемом сигнале;

U_с – амплитуда измеряемого сигнала;

Т_х – измеряемый период;

Т₀ – период меток времени.

По условию задано:

дБ, следовательно, .

Чем больше частота меток времени, тем меньше абсолютная погрешность квантования, поэтому выберем F₀ = 10 МГц, следовательно, Т₀ = 0,1 мкс.

.

Результат измерений: с.

Задание 5. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Вариант 2

Найдите в соответствующем законе указания на принципиальное различие требований, содержащихся в технических регламентах (с одной стороны) и в стандартах (с другой стороны).

Решение.

Технические регламенты принимаются в целях:

---

• 
  защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества;
  
• 
  охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений;
  
• 
  предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей, в том числе потребителей;
  

• 
  обеспечения энергетической эффективности и ресурсосбережения
  
  

Национальные стандарты могут использоваться полностью или частично в качестве основы для разработки проектов технических регламентов.
Технические регламенты применяются одинаковым образом и в равной мере независимо от вида нормативного правового акта, которым они приняты, страны и (или) места происхождения продукции или осуществления связанных с требованиями к продукции процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, видов или особенностей сделок и (или) физических и (или) юридических лиц, являющихся изготовителями, исполнителями, продавцами, приобретателями.

Список литературы

1. «Метрология, стандартизация и измерения в технике связи» Под редакцией В.П. Хромого. – М.: Радио и связь, 1986 г.

3. Ленцман, В.Л. «Метрология, техническое регулирование и радиоизмерения» - учебное пособие / В.Л. Ленцман. – СПб. : Изд=-во «Теледом» ГОУВПО СПбГУТ. – СПб., 2010. – 96 с.

---