~~~~~~ОСК
КООРДИНАЦИОННЫЙ СОВЕТ (г. Королёв) ~~~~~~
Ответы на экзаменационные вопросы по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
Лектор:
Иванов Максим Сергеевич
Составили:
Адаев Р. Б., Айрапетян М. Г., Данилюк Д. Э.
1)Диагностирование, контроль, испытание
Истинное
значение измеряемой величины обязательно
существует и оно постоянно. Истинное
значение измеряемой величины определить
невозможно
Контроль
является частным случаем измерения, и
он проводится с целью соответствия
измеряемой величины заданному допуску.
Испытание
– соответствие устанавливаемых
параметров предъявляемым требованиям,
состоит в воспроизведении заданной
последовательности определённых
воздействия, измерение реакции объекта
на заданное возмущение и их регистрацию.
Диагностирование
системы – процесс распознавания
элементов данной системы в данный момент
времени. По результатам диагностирования
можно прогнозировать состояние элементов
системы при дальнейшей эксплуатации.
2) Погрешности измерений
Погрешность
измерений – это неточность, возникающая
при проведении измерений. Абсолютная
погрешность – Разность между истинным
и измеренным значениями при проведении
измерений Δ=Хист-Хизм.
Относительная
погрешность δ= Δ/Хист.=абсолютная
погрешность/истинное значение измеряемой
величина, измеряется в %. Приведенная
погрешность=абсолютная погрешность/диапазон
измерений.
Поскольку
определить истинное значение физической
величины в принципе невозможно, так как
это потребовало бы применения идеально
точного средства измерений, то на
практике вместо понятия истинного
значения физической величины применяют
понятие действительного значения
измеряемой величины, которое настолько
точно приближается к истинному значению,
что может быть использовано вместо
него.
3) Виды измерений
Существуют
4 вида основных методов измерений: 1)
Прямые. Это измерения, при которых
истинное значение измеряемой величины
находят непосредственно с помощью
специальных средств измерений (амперметр,
вольтметр, ваттметр). 2) Косвенные –
измерения, при которых истинное значение
измеряемой величины находят на основании
известной зави-симости м/ду физическими
величинами (закон Ома). 3) Совокупные –
измерения, при которых истинное значение
измеряемой величины находят на основании
известной зависимости м/ду физическими
величинами, функционально не связанных
друг с другом (R=p*l/s, закон Джоуля-Ленца).
4) Совместные – измерения, при которых
истинное значение измеряемой величины
находят путём решения системы уравнений
– метод контурных токов.
4)Измерения и измерительная информация
Измерение
— это информационный процесс получения
опытным путем численного отношения
между данной физической величиной и
некоторым ее значением, принятым за
единицу сравнения
Измерительная
информация — это количественные сведения
о свойстве или свойствах материального
объекта, явления или процесса, получаемые
с помощью средств измерений в результате
их взаимодействия с объектом
В
определениях говорится:
о
физической величине;
о
совокупности операций по применению
особого технического средства, хранящего
единицу физической величины;
о
операциях, обеспечивающих нахождение
соотношения измеряемой величины с её
единицей;
о
получении значения этой величины.
Результатом
измерения должно быть рациональное
число, определённое с известной точностью.
На чтение 13 мин. Просмотров 391 Опубликовано 29.10.2013
Ответы на все вопросы (все модули) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
Ответы на 1 модуль (СТАНДАРТЫ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
1) Что такое унификация?
выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значений их параметров и размеров
2) Как называется совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона?
калибровка
3) Кто осуществляет издание и распространение стандарта?
Госстандарт России (Госстрой России)
4) К каким величинам относятся электрическое сопротивление, емкость и индуктивность?
к вещественным
5) Что относится к с вспомогательным видам деятельности при разработке ПО?
управление конфигурацией и осуществление контроля за документацией
6) Какой из факторов качества, согласно ГОСТ 28195, характеризует адаптируемость ПО к новым функциональным требованиям, возникающим вследствие изменения области применения или других условий функционирования?
универсальность
7) Что такое регламент?
документ, содержащий обязательные правовые нормы и принятый органами власти
Что из перечисленного не относится к метрикам Холстеда?
узловая мера
9) Что понимается под системой качества, согласно ИСО 8402?
совокупность организационной структуры, методик, процессов и ресурсов, необходимых для осуществления общего руководства качеством продукции, производимой организацией
10) На какие группы делятся физические величины по степени условной независимости от других величин данной группы?
на основные, произвольные и дополнительные
11) Кто принимает решение об отмене того или иного стандарта СССР на территории Российской Федерации?
Госстандарт или Госстрой России
12) Какая единица относится к дополнительным единицам физических величин системы СИ?
радиан
13) Как называется набор атрибутов, относящихся к способности ПО быть перенесенным из одного окружения в другое?
мобильность
14) С какой целью проводится нормализационный контроль технической документации?
с целью повышение качества нормативно-технической документации и обеспечения внедрения требований стандартов на предприятии
15) К какой категории метрик сложности относятся метрики Уина и Винчестера?
к метрикам связей, отражающим сложность отношений между компонентами системы
16) Какие шкалы измерений являются самыми совершенными?
шкалы отношений
17) Что такое метрология?
наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности
18) Документ, описывающий план качества, может быть
самостоятельным документом (озаглавленным План качества) или частью другого документа
19) Как называется документ в области стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки (правила процедуры), методы (способы, приемы) выполнения работ соответствующих направлений, а также обязательные требования к оформлению результатов этих работ?
правила
20) Какие критерии, согласно ГОСТ 28195 «Оценка качества программных средств. Общие положения», соответствуют фактору «сопровождаемость»?
структурность, простота конструкции, повторяемость, наглядность
21) Целью руководящих положений и требований международных стандартов серии ИСО 9000 является удовлетворение требований с позиции четырех аспектов, являющихся ключевыми для качества продукции. Исключите лишнее.
качество благодаря современным технологиям
22) Кем разрабатывается техническое задание?
покупателем или поставщиком в тесном сотрудничестве с покупателем
23) Как называется производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель принят равным единице?
когерентной
24) Какие требования содержатся в государственных стандартах?
как обязательные для выполнения требования к объекту стандартизации, так и рекомендательные
25) Что подлежит проверке при проведении государственного контроля и надзора?
все перечисленное верно
Ответы на 2 модуль (СТАНДАРТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
1) К какой стадии разработки ПО, согласно ГОСТ 34.601-90, относится этап «обследование объекта и обоснование необходимости создания АС»?
Формирование требований
2) Главной целью какой системы стандартов является обеспечение выпуска качественной продукции?
Системы разработки и постановки продукции на производство
3) Какая модель жизненного цикла программного обеспечения подразумевает переход на последующие этапы жизненного цикла только после полного окончания работ на предыдущих этапах?
каскадная модель
4) Согласно ИСО / МЭК 12207, процесс приобретения определяет работы
заказчика
5) Что является целью подэтапа верификации, согласно DO-178?
обнаружение ошибок, которые могли быть внесены в ПО на этапе его разработки
6) Какие требования устанавливает группа 0 Системы стандартов безопасности труда?
требования к организации работ, направленных на обеспечение безопасности труда
7) Какие процессы, согласно стандарту ИСО / МЭК 12207, относятся к группе основных процессов?
разработки и эксплуатация
Что понимается под жизненным циклом ПО?
совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния ПО от формирования исходных требований к нему до полной утилизации
9) В какую стадию разработки ПО, согласно ГОСТ 19.102-77, входит этап работ «выполнение научно-исследовательских работ»?
Техническое задание
10) Какие процессы, согласно стандарту ИСО / МЭК 12207, относятся к группе организационных процессов?
управление, усовершенствование
11) В какую стадию разработки ПО, согласно ГОСТ 19.102-77, входит этап работ «испытание программы»?
Рабочий проект
12) Какой этап, согласно DO-178, входит в жизненный цикл программного обеспечения с повышенными требованиями к безопасности системы?
этап разработки
13) Какой этап, согласно DO-178, не входит в жизненный цикл программного обеспечения с повышенными требованиями к безопасности системы?
этап проектирования
14) В какую стадию разработки ПО, согласно ГОСТ 19.102-77, входит этап работ «разработка программы»?
Рабочий проект
15) Что является основным назначением комплекса государственных стандартов, составляющих ЕСТД?
установление во всех организациях и предприятиях единых взаимосвязанных правил, норм и положений выполнения, оформления, комплектации и обращения, унификации и стандартизации технологической документации
16) Какой способ выбора средств измерений основан на сравнении точности измерения и точности изготовления (функционирования) объекта контроля?
выбор средств измерений по коэффициенту уточнения
17) Какие группы процессов установлены в ИСО / МЭК 12207?
основные, сопроводительные, организационные
18) Какая модель жизненного цикла программного обеспечения имела место до 80-х гг. XX в.?
каскадная модель
19) На какие виды делятся испытания по назначению?
исследовательские, контрольные, сравнительные и определительные
20) В чем проявляется итерационность поэтапной модели с промежуточным контролем?
в обработке ошибок, выявленных промежуточным контролем
21) Какой этап жизненного цикла ПО, согласно DO-178, обеспечивает корректировку, проверку и определение полноты ПО, а также его выпуск?
интегрированный этап
22) Что понимается под диагностированием?
процесс распознавания состояния системы в настоящий момент
23) Какие процессы, согласно стандарту ИСО / МЭК 12207, относятся к группе сопроводительных процессов?
документирование, управление конфигурацией
24) Какой из стандартов устанавливает общий каркас для любого типа моделей жизненного цикла ПП в отличие от других, определяющих более конкретные схемы?
ИСО / МЭК 12207
25) К какой стадии разработки ПО, согласно ГОСТ 34.601-90, относится этап «проведение опытной эксплуатации»?
Ввод в действие
Ответы на 3 модуль (ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
1.К какой группе программных документов относятся планы разработки, сборки и тестирования ПО?
документация разработки
2.ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 9294-93 «ИТ. Руководство по управлению документированием ПО» предназначен для применения
ко всем типам программного обеспечения
3.Какому стандарту должно соответствовать содержание технического задания на разработку программных продуктов?
ГОСТ 19.201-78 «Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению»
4.На какие виды подразделяются методы измерения по характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения?
статические, динамические
5.Какие выделяют виды контроля по стадии технологического (производственного) процесса?
входной, операционный и приемочный (приемо-сдаточный)
6.Укажите пример статического измерения.
измерение размеров тела
7.Какие основные функции программной документации определены в ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 9294-93 «ИТ. Руководство по управлению документированием ПО»?
инструкции и справки, сопровождение ПС, информация для управления
8.К документам с решениями по организационному обеспечению относится
Описание технологического процесса обработки данных
9.Текущая метрологическая деятельность регламентируется
постановлениями Правительства России
10.Размерность измеряемой величины является
ее качественной характеристикой
11.В какой последовательности создаются документы в процессе разработки ПО?
внутренняя спецификация, соглашение о требованиях, внешняя спецификация
12.Стандарты ИСО
не являются обязательными для применения странами-членами ИСО
13.Когда в России была введена метрическая система?
в 1918 году
14.Госстандарт осуществляет деятельность
непосредственно и через находящиеся в его ведении территориальные центры СМ, а также через государственных инспекторов по надзору за техническими регламентами и обеспечению единства измерений
15.По какому признаку методы измерений подразделяются на инструментальные, экспертные, эвристические и органолептические?
в зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения
16.Что понимается под метрологическим обеспечением?
установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений
17.Аккредитация метрологических служб проводится
на срок, не превышающий 5 лет
18.Сфера деятельности Международной организации по стандартизации (ISO) распространяется
на все области, кроме электротехники и электроники
19.Что подлежит проверке при аккредитации?
наличие условий, обеспечивающих техническую компетентность метрологических служб в реализации возложенных на нее функций в области обеспечения единства измерений
20.Кем осуществляется государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в России?
Комитетом Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России)
21.Из каких действий состоит процесс документирования?
реализация, проектирование и разработка, производство, сопровождение
22.ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 9294-93 «ИТ. Руководство по управлению документированием программного обеспечения (ПО)» представляет собой руководство по документированию ПО
для тех руководителей, которые отвечают за проектирование и разработку программного обеспечения
23.Что является главной задачей ИСО?
содействие развитию стандартизации, метрологии и сертификации с целью обеспечения международного обмена товарами и услугами, а также сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической областях
24.Укажите неверное утверждение.
Размерности левой и правой частей уравнений могут не совпадать, так как сравниваться между собой могут не только одинаковые свойства.
25.К документам с решениями по математическому обеспечению относится
Описание алгоритма (проектной процедуры)
Ответы на 4 модуль (ОЦЕНКА ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
1.В ИСО / МЭК ТО 15504 в эталонной модели процессы жизненного цикла объединяются в группы, одной из которых являются
организационные процессы
2.Какая модель изменения погрешности является простейшей?
линейная
3.Показатели качества отражают
общественную потребность в конкретных условиях
4.Что такое квалиметрия?
раздел метрологии, изучающий вопросы измерения качества
5.Какие категории процессов входят в начальные процессы жизненного цикла?
категории процессов инжиниринга и «поставщик — заказчик»
6.Что является количественной характеристикой показателей качества?
размер
7.При отрицательном ускорении процесса старения СИ межремонтный период
увеличивается
8.Согласно ИСО / МЭК ТО 15504, в состав эталонной модели входит
набор процессов
9.На чем базируется оценка атрибутов процесса?
на подтверждении выполнения процесса и подтверждении возможности процесса
10.В чем заключается преимущество использования стандарта ИСО/МЭК 15504 для пользователей?
в возможности определить текущую и потенциальную возможность процессов разработки организации-поставщика ПО
11.Базовый метод и характеристики рабочего продукта относятся к
измерению процесса эталонной модели
12.Абсолютные значения показателей качества
могут быть как размерными, так и безразмерными
13.Что из перечисленного не относится к показателям ремонтопригодности?
технический ресурс
14.Измерение процесса характеризует
результаты процесса, являющиеся существенными измеримыми целями процесса
15.В ИСО / МЭК ТО 15504 в эталонной модели процессы жизненного цикла объединяются в группы, одной из которых являются
начальные процессы
16.На каком уровне возможности в эталонной модели определенный процесс последовательно выполняется в пределах определенных ограничений и достигает определенных целей?
на предсказуемом
17.Согласно ИСО / МЭК ТО 15504, в состав эталонной модели входит
набор атрибутов процесса
18.Формальный вход в оценку происходит с
определения цели оценки
19.Какие действия в минимуме должна содержать оценка процесса?
планирование, сбор данных, проверка правильности данных, ранжирование процесса, результаты
20.Экспоненциальная модель процесса старения позволяет описать изменения погрешности СИ при увеличении его возраста
от года и практически до бесконечности
21.Сколько уровней возможности выполнения процесса в эталонной модели?
6
22.Что представляет собой эталонная модель оценки процесса разработки ПС в ИСО / МЭК ТО 15504?
это двумерная модель, состоящая из набора процессов и набора атрибутов процесса
23.Характеристики выполнения метода, характеристики ресурсов и инфраструктуры могут использоваться, когда оцениваются
методы управления для конкретной реализации процесса
24.Какие специфические действия содержит оценка процесса?
планирование, сбор данных, верификацию данных, ранжирование процессов и документирование
25.Руководство для оценки процесса разработки ПО, обеспечиваемое ИСО/МЭК 15504, может использоваться организациями
для планирования, менеджмента, текущего контроля, управления и совершенствования приобретения, поставки, разработки, функционирования, развития и поддержки программного обеспечения
Ответы на 5 модуль (СЕРТИФИКАЦИЯ) по предмету «Метрология, стандартизация и сертификация»
1.К какой группе показателей качества относятся эргономические и экологические показатели?
к показателям, характеризующим технический уровень
2.В чем заключается главная цель стандарта Baldrige Award?
научить организации создавать конкурентоспособные продукты
3.Укажите неверное утверждение.
Группа стандартов ISO 9000 охватывает лишь отдельные этапы процесса разработки изделия.
4.Каков диапазон значений метрики I (Нестабильность)?
[0, 1]
5.Что является основным показателем конкурентоспособности товара?
качество товара и его новизна
6.Какая поверка проводится при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности СИ и пригодности их к использованию?
экспертная поверка
7.Что характеризуют уровни зрелости в модели Capability Maturity Model?
определенную степень качества выпускаемых изделий
8.На чем основана модель Capability Maturity Model?
на уровнях зрелости
9.Что может быть принято за эталон для оценки качества изделия?
гипотетическая продукция
10.Что понимается под качеством продукции?
совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением
11.Какими законами регулируется и обеспечивается деятельность по сертификации в России?
законами РФ «О техническом регулировании» от 2002 г., «Об обеспечении единства измерений» в редакции 2003 г., «О защите прав потребителей» в редакции 1999 г., «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при проведении государственного контроля (надзора)» в редакции 2003 г.
12.Что представляет собой калибровка?
совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору
13.Что относится к основным источникам создания качественного программного обеспечения?
технологии, в соответствии с которыми реализуются процессы разработки ПО
14.Какой уровень зрелости не выделяется в модели Capability Maturity Model?
документированный
15.Что относится к основным задачам государственного метрологического надзора?
определение соответствия выпускаемых средств измерений утвержденному типу
16.Какой из показателей качества продукции представляет собой отношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию или употребление?
интегральный показатель качества продукции
17.Как называется документ, удостоверяющий соответствие выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов?
декларация о соответствии
18.Что представляется собой знак обращения на рынке?
обозначение, служащее для информирования приобретателей о соответствии выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов
19.Модель Capability Maturity Model представляет собой
систему оценки зрелости технологических процессов в организациях, специализирующихся на выпуске ПО
20.Что относится к основным задачам аттестации СИ?
определение метрологических характеристик и установление их соответствия требованиям нормативной документации
21.С какой периодичностью, согласно правилам ISO, должны пересматриваться все стандарты?
не реже одного раза в пять лет
22.В каком случае проводят испытания на соответствие СИ утвержденному типу?
при истечении срока действия сертификата об утверждении типа
23.Что включает в себя государственный метрологический контроль?
утверждение типа средств измерений, поверку средств измерений, в том числе эталонов
24.При каком методе оценки конкурентоспособности продукции товар считается конкурентоспособным, если его продажная цена, дизайн и качество не уступают таким же характеристикам товаров-аналогов, представленных на рынке?
при ценовом методе
25.С административной точки зрения методология Cleanroom
определяется в виде цикла пошаговой детализации проекта, при котором конечная функциональность системы достигается итерационно
Общие вопросы измерений. Метрология
Измерение – совокупность операций для нахождения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств путем сравнения с общепринятыми единицами. Именно и этим оно отличается от других способов нахождения значений физических величин: это и совокупность экспериментальных и расчетных процедур (в отличии от теоретического метода нахождения значений ф.в), обязательно и сравнение с общепринятыми единицами.
2. Что такое ТОЧНОСТЬ измерения? Как ее выразить количественно?
Точность измерения – качество измерения, которое отражает близость результатов измерения к истинному значению физической величины. Количественно точность выражается погрешностью.
3. Дайте определение МЕТОДУ и ПРИНЦИПУ измерения. Чем отличается МЕТОД измерения от ПРИНЦИПА?
Принцип измерения – совокупность физических процессов и явлений, которые позволяют выполнить данное измерение. Метод измерения – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений, которые позволяют получить решение данной задачи. Соответственно, они различаются тем, что принцип – это физические явления, а метод – алгоритм действий для получения результата.
4. Что такое СРЕДСТВО измерения? Какие основные свойства средства измерения отличают его от других средств, используемых в науке и технике?
Средство измерений – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. От других технических средств оно отличается тем, что воспроизводит (и/или хранит) в себе единицу физической величины, размер которой принимают неизменным в пределах установленной погрешности в течение определенного известного интервала времени.
5. Как классифицируют методы измерений по точности? В каких случаях применяют те или иные методы?
6. Что такое ПОКАЗАНИЕ средства измерений? Когда оно не является окончательным результатом измерения?
Показание средства измерений – значение измеренной величины, определяемое по отсчетному устройству средства измерения и выраженное в принятых единицах этой шкалы. Оно не является окончательным результатом измерения в методах, кроме прямых измерений, когда результат получают расчетным путем по известной функциональной зависимости между опытными данными и измеряемой физической величиной.
7. Как классифицируют измерения по методу получения результата (по виду уравнения измерения)?
Прямые – результат показаний средства измерения, косвенные – результат получают расчетным путем по известной функциональной зависимости между опытными данными и измеряемой физической величиной. Совместные – одновременные измерения нескольких физических величин с целью установить их функциональную связь, совокупные – измерения нескольких одноименных физических величин в различных комбинациях, что позволяет улучшить точность.
8. Как классифицируют измерения по количеству наблюдений? По форме выражения результата?
По количеству наблюдений измерения подразделяют на однократные и многократные. В многократных измерениях результат измерения есть среднее от множества опытных данных. По форме выражения результата измерения бывают относительные (результат выражается относительно заранее принятой условной единице (к примеру, дБ)), абсолютные (в единицах измеряемой физической величины) и допусковые (результат можно выразить в виде да/нет: 1, если результат измерения попадает в заранее установленное поле допуска и 0, если не попадает. Можно рассматривать как частный случай относительных измерений)
9. Какие основные этапы измерений можно выделить? Какие задачи решают на каждом этапе?
Основные этапы:
10. Чем отличаются технические (рабочие) измерения от эталонных и контрольно-поверочных?
Технические измерения используют стандартные методы и средства измерения, то есть готовые приборы с уже известными метрологическими параметрами. Для них характерна априорная оценка погрешностей, исходя из паспортных данных прибора и параметров стандартных методик измерений.
Измерительные сигналы
11. Какие виды ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ используются в радиоизмерительной технике?
Измерительным сигнал — процесс, содержащий информацию об исследуемом объекте. Во-первых, их можно разделить на полезные, несущие информацию, и помехи, которые попадают вместе с полезным на средство измерения и вызывают отклонение результата. И.с. можно разделить на аналоговые (если сигнал можно представить непрерывной функцией от времени), дискретные (если взять значения в определенных временных точках, то этот набор значений – дискретный сигнал) и цифровые (это дискретные сигналы, квантованные по уровню, переведенные в цифровой код). По наличию априорной информации сигналы можно подразделить на детерминированные (известны заранее, например, по математической функции или таблице мгновенных значений) и случайные (их значения можно оценить только вероятностным методом). Детерминированные можно разделить на периодические, непериодические и одиночные, а случайные – на стационарные (если их свойства можно предсказать статистическим методом) и нестационарные.
12. Что такое МОДУЛЯЦИЯ радиосигнала? Какие наиболее распространенные виды модуляции аналоговых измерительных сигналов?
Модуляция – относительно медленное изменение параметров сигнала по закону модулирующего сигнала. В зависимости от того, какой параметр сигнала подвергается модуляции, различают амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляции.
13. Что такое ИМПУЛЬС как вид измерительного сигнала? Какими параметрами его характеризуют?
Импульсным сигналом называют детерминированный сигнал произвольной формы, длительность которого мала по сравнению со временем повторения. Параметры импульса:
14. Что такое СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ сигнала?
Среднеквадратичное значение сигнала определяется как корень из среднего значения квадрата временной зависимости:
Иногда его называют действующим значением. Если в сигнале присутствует постоянная составляющая, то его среднеквадратичное значение будет равно корню из суммы постоянной и переменной составляющих.
15. Что такое СРЕДНЕВЫПРЯМЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ сигнала?
Средневыпрямленное значение – среднее значение модуля временной зависимости:
16. Что такое СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ (постоянная составляющая) сигнала? Среднее значение на интервале усреднения T определяется как среднее за время T значение временной зависимости:
17. Что такое АМПЛИТУДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ сигнала? Что такое РАЗМАХ сигнала?
Амплитудное значение – наибольшее значение модуля временной зависимости за время T:
Размах сигнала – сумма «положительного» пикового значения и отрицательного (для знакопеременных сигналов).
18. Какими ВРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ описывают измерительные сигналы?
Средства измерения
19. Укажите первичные (элементарные) средства измерений и их назначение.
20. Как классифицируют средства измерений по точности? по способу управления?
По точности средства измерения подразделяют на образцовые (для градуировки и проверки других средств измерения; содержат меры единиц высокого качества) и рабочие (выполняют технические измерения, обычно не связаны с передачей единицы измерения от эталона к другим СИ)
По способу управления средства измерения бывают с ручным управлением (все действия выполняет оператор), автоматизированные (ряд операций проводится без участия оператора) и автоматические (программа измерений выполняется без участия оператора).
21. Для какой цели применяют эталоны и меры? Чем мера отличается от эталона?
Эталон — средства измерений или их комплексы, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения. Меры — средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.
По сути, мерой является эталон низшего уровня. Кроме того, эталон, в отличии от меры, должен быть государственно узаконен.
22. Что такое измерительный преобразователь? В чем состоит отличие измерительного преобразователя от измерительного прибора?
Измерительные преобразователи – устройства для преобразования одного вида измерительной информации в другой. Если и.п. выполняет преобразование неэлектрического сигнала в электрический, то он называется датчиком. Измерительный преобразователь, в отличии от прибора, только преобразует информацию и не содержит отсчетного устройства, в то время как измерительный прибор представляет результат измерения в виде, понятном оператору. Сигнал на выходе измерительного преобразователя не поддаётся непосредственному восприятию наблюдателя.
23. Что такое отсчетное устройство как средство измерения? Какие характеристики и параметры измерений оно определяет?
Отсчетное устройство – средство измерения, предназначенное для передачи измерительной информации оператору, «интерфейс» между человеком и прибором. Оно определяет диапазон измерений, диапазон показаний и разрешающую способность. В стрелочном ОУ определяется субъективная погрешность.
24. Что такое ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР? Какие первичные средства измерений входят в его состав?
Измерительный прибор – совокупность элементарных средств измерения, включая отсчетное устройство. Показывает результат измерения в виде, воспринимаемым оператором. Таким образом, прибор решает измерительную задачу от начала до конца. Важной частью измерительных приборов являются измерительные преобразователи, в том числе и отсчетное устройство. Измерительным преобразователем называют средства измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем.
25. Что такое ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА (стенд) и чем она отличается от измерительного прибора?
Измерительная установка – это совокупность средств измерения, в том числе и приборов, сосредоточенных в одном месте и обслуживаемых оператором. Обычно решает несколько измерительных задач. Различие: измерительный прибор — решает измерительную задачу от начала до конца, а измерительная установка (состоящая из средств измерений, в том числе из измерительных приборов) — обычно решает несколько измерительных задач и расположена в одном месте.
26. Дайте определение ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ. Чем измерительная система отличается от измерительной установки?
Измерительная система — совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей), соединённых между собой каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Может состоять из нескольких измерительных установок, связанных каналами связи и обеспечивающих решение общей измерительной задачи. Отличается от измерительной установки тем, что она предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной не только для восприятия наблюдателем, но и для автоматической обработки результатов измерений, передачи на расстояние или использования в автоматических системах управления.
27. Перечислите основные обобщенные характеристики средств измерений. Что такое ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ средств измерений?
Обобщенные характеристики и параметры средств измерений:
28. Чем отличаются ПОРОГ РЕАГИРОВАНИЯ от чувствительности средства измерения?
Чувствительность характеризует способность прибора реагировать на изменение физической величины, а порог реагирования – минимальное изменение, при котором гарантируется заданная точность.
29. Что такое ВАРИАЦИЯ ПОКАЗАНИЙ средства измерения?
Вариация показаний — средняя разность между показаниями прибора, соответствующими данной точке диапазона измерений, при двух направлениях медленного многократного измерения измеряемой величины. Показанием называется значение измеряемой величины, выделяемое почетному устройству прибора и выражены принятых единицах этой величины. Вариация характеризует, насколько устойчиво повторяются показания прибора при изменениях одних и тех же значений величин.
30. Что такое БЫСТРОДЕЙСТВИЕ средства измерения?
Быстродействие — число измерений, выполняемых в единицу времени. Это характеристика особенно важно для цифровых приборов, а также для аналоговых, например, самопишущих, когда одним прибором с помощью коммутирующие устройства необходимо измерять несколько медленно меняющихся величин.
31. Что такое ДРЕЙФ НУЛЯ и СМЕЩЕНИЕ НУЛЯ средства измерения? Какой вид погрешности характеризует этот параметр?
Смещение нуля – ненулевые показания при заведомо нулевом значении измеряемой величины. Если смещение плавно зависит от времени, его называют дрейф нуля. Является систематической аддитивной погрешностью. (случайной, если дрейф)
32. Какие МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ параметры используют для оценки точности средств измерений?
Метрологические параметры СИ – параметры, характеризующие точность проводимых измерений с помощью данного СИ.
Метрологические параметры характеризуют возможные погрешности измерения, получаемые с помощью данного прибора. Эти погрешности можно разделить на субъективные, методические инструментальные (аппаратные).
33. Перечислите основные ОСОБЕННОСТИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ по сравнению с электротехническими измерениями
34. Укажите основные ЭТАЛОНЫ радиотехнических величин (напряжения, частоты, емкости и др.).
Эталон – это средство измерения, обеспечивающее хранение и воспроизведение единицы физической величины с целью передачи ее размера другим средствам измерения.
Эталон тока – это токовые весы (две катушки с током, сила взаимодействия между которыми уравновешивается гирьками на чаше весов). В настоящее время единицу тока выражают через два квантовых эталона – эталон Вольта, основанный на нестационарном эффекте Джозефсона и эталон Ома, использующий квантовый эффект Холла. В качестве эталона времени используют цезиевый или водородные генераторы высокостабильных колебаний. Эталоны сопротивления и частоты дают возможность определить единицы измерения индуктивности (Генри) и электрической емкости (Фарада).
35. Укажите основные МЕРЫ радиотехнических величин (напряжения, частоты, емкости и др.).
Мерой называют средство измерения, воспроизводящее единицу в процессе рабочих измерений.
36. Укажите основные виды ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ уровня и формы измерительных сигналов.
Измерительные преобразователи – устройства для преобразования одного вида измерительной информации в другой, но неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Основной параметр — уравнение преобразования.
Преобразователи уровня (масштабные преобразователи):
Преобразователи формы сигналов:
37. Укажите основные виды ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ частоты и вида измерительных сигналов.
Преобразователи частоты – меняют частоту входного сигнала. Различают:
Преобразователи вида измерительного сигнала:
38. Приведите классификацию общих МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ. Какие методы измерений по этой классификации более точные?
Методы непосредственной оценки: сигнал проходит через преобразователи и выводится на отсчетное устройство, сравнение с мерой разновременное – осуществляется с помощью отсчетного устройства. Методы сравнения с мерой — позволяют сопоставить значение меры или эталона с измеряемой величиной непосредственно в процессе измерения. Именно эти методы более точные.
39. Что такое метод СОВПАДЕНИЯ? Какой обобщенной схеме средства измерения он соответствует?
Метод совпадения – одновременный метод, в котором измеряемую величину и воспроизводимое мерой значение сравнивают, используя совпадение показателей двух отсчетных устройств.
40. Что такое метод ЗАМЕЩЕНИЯ? Какой обобщенной схеме средства измерения он соответствует?
Метод замещения – разновременный метод, в котором измеряемую и образцовую величину по очереди подают на один измеритель, и регулируя меру, добиваются одинаковых показаний на отсчетном устройстве.
41. Что такое метод УРАВНОВЕШИВАНИЯ? Какой обобщенной схеме средства измерения он соответствует?
Метод уравновешивания – одновременный метод, в котором измеряемая величина и регулируемая мера подаются на компаратор, который сравнивает их и выводит результат сравнения на отсчетное устройство. Если после регулировки меры требуется получить на выходе компаратора разность 0, то это нулевой метод, если какое-то значение (которое измеряют прямым методом), то дифференциальный.
42. В чем преимущество методов сравнения с мерой относительно метода непосредственной оценки?
В том, что методы сравнения с мерой более точные. (используем эталон/меру)
43. Чем отличается метод уравновешивания от метода замещения? В чем преимущества первого метода?
Метод уравновешивания отличается тем, что это одновременный метод. Его преимущество в больше точности.
Оценка погрешностей
44. Как делят погрешности по форме выражения? Что такое ПРИВЕДЕННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ средства измерения? Чем она отличается от относительной погрешности?
Приведенная погрешность средства измерений — погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к нормирующему значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. За нормирующее значение часто принимают верхний предел измерений. Отличается от относительной тем, что выражается в долях от нормирующего значения, а не от истинного.
45. Что такое МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ измерения? Какие причины ее вызывают?
Методическая погрешность – погрешность, обусловленная несовершенством метода измерения или допущенными при измерении упрощениями. Причины:
46. В чем отличие ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ (аппаратная) и МЕТОДИЧЕСКОЙ погрешностей?
Методическая погрешность, в отличии от инструментальной, зависит от используемого метода измерения, и не зависит от погрешности самого прибора. Инструментальная погрешность, как правило, приведена в паспорте прибора.
47. Что такое СУБЪЕКТИВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ измерения? Какие способы применяют для ее исключения?
Субъективная погрешность измерения – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора (низкой квалификацией, погрешности зрительных органов и т.п.) Для ее исключения нужно максимально исключить оператора из процесса измерения, либо повысить его квалификацию.
48. Дайте понятие СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ измерения. Чем она отличается от случайной погрешности?
Систематическая погрешность – это составная часть всей погрешности результата измерения, не изменяющаяся или изменяющаяся закономерно при многократных измерениях одной и той же величины.
49. Дайте определение СЛУЧАЙНОЙ ПОГРЕШНОСТИ измерения. Какие методы применяют для ее описания?
Случайная погрешность – это составная часть погрешности результата измерения, изменяющаяся случайно, незакономерно при проведении повторных измерений одной и той же величины. Учитываются методами математической статистики путем оценки их величины.
50. Что такое ГРУБАЯ погрешность измерения (промах)? Какие методы применяют для ее исключения?
Грубые погрешности (промахи) — существенно превышающие оценку П. Из-за резкого изменения параметров И.
Для их исключения (цензурирования) применяют методы проверки статистических гипотез (метод 3-х сигм для нормального закона и корень из 3 для равномерного, после исключения нужно пересчитать СКО и дисперсию).
51. Что такое ОСНОВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ средства измерения? В чем ее отличие от дополнительной?
Основная погрешность средства измерений – погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях. Дополнительная погрешность средства измерений — это дополнительная погрешность к основной, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений. Расширенные условия – дополнительная погрешность.
52. Что такое КЛАСС ТОЧНОСТИ средства измерения? Как он выражается для аналоговых (стрелочных) измерительных приборов?
Класс точности – это основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения. Для стрелочных приборов принято указывать класс точности, записываемый в виде числа, например, 1,5 или 2,5. Это число даёт максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора (то есть основную приведенную п.)
53. Что такое КЛАСС ТОЧНОСТИ для цифрового средства измерения? Как он выражается для цифровых измерительных приборов?
Класс точности – это оценка предела погрешности сверху. Для цифровых приборов он выражается как c/d (например, 0.01/0.02):
54. Какие методы используются при исключении СИСТЕМАТИЧЕСКИХ погрешностей?
До измерения (априорное):
Во время измерения
55. Чем отличается исключение систематической погрешности путем калибровки прибора от способа введения поправок (поправочных множителей)?
Калибровка – предварительная регулировка параметров средства измерения, а введение поправок — это послеопытный метод исключения систематической погрешности.
56. Какие стандартные законы распределения случайной величины используют для описания случайных погрешностей? Какими параметрами их описывают?
Параметры распределения: математическое ожидание, СКО, дисперсия (корень из СКО)
57. Что такое НОРМАЛЬНЫЙ (Гауссов) закон распределения случайной погрешности? Для каких случаев он наиболее пригоден?
Нормальный закон распределения описывается плотностью вероятности:
Используется, когда закон распределения неизвестен. А еще, так как на погрешность влияет очень много слабо зависимых случайных величин, то их сумма, т.е. сама погрешность, имеет закон распределения, близкий к нормальному (ЦПТ).
58. Как рассчитать вероятность попадания случайной погрешности в заданный интервал при гауссовом законе распределения?
59. Что такое «правило трех сигм», используемое для оценки случайных погрешностей? Какой параметр средства измерения оценивают с его помощью?
Правило трех сигм утверждает, что вероятность того, что нормально распределенная величина отклонится от своего математического ожидания более чем на 3 среднеквадратичных отклонения, приблизительно равна 0.
С его помощью оценивают предел допускаемой основной погрешности.
60. Что такое ИНТЕРВАЛЬНАЯ ОЦЕНКА погрешности? Чем она отличается от предельной (точечной) и в каких случаях используется?
ИНТЕРВАЛЬНАЯ ОЦЕНКА — оценка, представляемая интервалом значений, внутри которого с задаваемой исследователем вероятностью находится истинное значение оцениваемого параметра. ТОЧЕЧНАЯ ОЦЕНКА — оценка, имеющая конкретное числовое значение. Используем, когда с определенной вероятностью нужно оценить вероятность результатов будущих измерений с вероятностью, близкой к 100%.
61. Перечислите основные этапы статистической обработки результатов измерения.
62. Как производят оценку среднеквадратического отклонения при статистической обработке результатов измерений?
63. В каких случаях используют коэффициенты Стьюдента при статистической обработке результатов измерений?
В случае, если число опытов недостаточно велико, т.к. распределение Стьюдента стремится к нормальному при большом объеме выборки. С помощью коэффициентов мы как бы «корректируем» полученные значения погрешности.
64. Каким образом производят расчет погрешностей косвенных измерений?
Измерение напряжений. Электронные вольтметры.
65. Что такое «значение» напряжения (тока)? Как различаются вольтметры по измеряемому значению напряжения?
Во многих случаях необходимо характеризовать масштаб сигнала (уровень сигнала) одним параметром (значением). Значение напряжения – параметр, характеризующий масштаб (уровень) сигнала. В радиоизмерительной практике используют среднее, среднеквадратическое (действующее), пиковое (амплитудное) и средневыпрямленное значения напряжения. Вольтметры различаются по типу детектора, соответственно, разные уравнения преобразования.
66. Что такое КОЭФФИЦИЕНТ АМПЛИТУДЫ сигнала?
Коэффициент амплитуды связывает амплитудное и среднеквадратическое значение:
67. Что такое КОЭФФИЦИЕНТ ФОРМЫ сигнала?
Коэффициент формы связывает среднеквадратичное и средневыпрямленное значение:
68. Почему измерение напряжения несинусоидальной формы стандартным вольтметром переменного тока с детектором средневыпрямленного значения дает систематическую погрешность градуировки?
Как правило, вольтметры средневыпрямленного значения градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального сигнала. На шкале вольтметра наносятся отсчеты, умноженные на коэффициент формы гармонического сигнала (Kф = 1.11). Для напряжений другой формы они могут быть использованы только при известном коэффициенте формы.
69. В чем преимущество электронных вольтметров перед электромеханическими?
У них лучше чувствительность, большее сопротивление и более широкий частотный диапазон, потому что в них используются усилители и преобразователи.
70. Укажите основные параметры вольтметров. Как задают РАБОЧУЮ ПОЛОСУ частот вольтметров переменного тока?
71. Как в электронных вольтметрах производят деление всего рабочего диапазона напряжений на поддиапазоны?
Для аналоговых вольтметров принято разбивать весь рабочий диапазон на поддиапазоны, идущие через 10 дБ (отличающиеся в 3.16 раз). Для цифровых поддиапазоны отличаются в 10 раз.
72. Почему конечное входное сопротивление вольтметра вносит погрешность в результаты измерения? Каков характер этой погрешности?
Погрешность, вносимая входным импедансом вольтметра, является методической систематической погрешностью. Она возникает оттого, что входной комплексный импеданс вольтметра Zвх шунтирует участок цепи, на которой измеряется напряжение Ux и меняет его величину до Uизм < Ux.
73. Почему применение выносного делителя (пробника) приводит к уменьшению влияния вольтметра на результаты измерения?
Потому что они уменьшают влияние паразитных параметров проводов (они имеют паразитную емкость и индуктивность), правда, за счет уменьшения внутреннего сопротивления вольтметра.
Электромеханические измерительные приборы
74. Каков принцип действия электромеханических измерительных приборов?
Электромеханический прибор основан на принципе преобразования измеряемой электрической величины в механическое воздействие. Эту задачу выполняет измерительный механизм. Он преобразует энергию входящего сигнала в угловое перемещение своей подвижной части, жестко связаной с указателем отсчетного устройства. Чтобы каждому значению вращающего момента соответствовало свое отклонение подвижной части, необходим противодействующий момент, направленный противоположно и возрастающий с увеличения угла поворота. Для этого применяют закручивающихся пружинок или спиралек. По принципу действия ЭМИП делятся на приборы магнитоэлектрические (взаимодействует рамка с током в м.п.), электродинамические (взаимная индукция подвижной и неподвижной катушек), электромагнитные (сердечник в м.п. катушки), электростатические (подвижный электрод втягивается в эл.поле между неподвижными), и некоторые другие.
75. Какие измерительные преобразователи используют совместно с измерительным механизмом?
Измерительные преобразователи – устройства для преобразования одного вида измерительной информации в другой. В ЭМИП используются следующие входные измерительные преобразователи:
76. Что такое ШУНТ электромеханического измерительного прибора? Как его рассчитать, исходя из требуемого увеличения предела измерения тока в N раз? Шунт (bypass) – резистор параллельно прибору. Соотношение между сопротивлением прибора и сопротивлением шунта позволяет разделить ток и расширить диапазон измерения.
77. Что такое ДОБАВОЧНЫЙ РЕЗИСТОР (сопротивление), применяемый в составе электромеханических измерительных приборов? Для какой цели его используют?
Добавочный резистор – это образцовый резистор, который служит для уменьшения тока, проходящего через вольтметр. Это изм. преобразователь уровня, преобразователь напряжения в ток. Добавочный резистор включают последовательно и превращают амперметр в вольтметр с относительно большим входным сопротивлением.
78. Как устроены отсчетные устройства электромеханических измерительных приборов?
Отсчетное устройство состоит из указателя, жестко связанного с подвижной частью измерительного механизма, и неподвижной шкалы. Указатели бывают стрелочные (механические) и световые. Шкала – это совокупность отметок в виде штрихов, расположенных вдоль линии, по которым определяют числовое значение измеряемой величины.
79. Выведите ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ электромеханического измерительного прибора, связывающего угол поворота подвижной части с изменением запасенной энергии.
Вращающий момент для любой конструкции ЭИМ определяется через изменение энергии. Для обеспечения перемещения подвижной части пропорционально измеряемой величине в ЭИМ создается противодействующий момент (m пр). Он создается за счет механических или электрических сил (у нас это обычно пружинка). Противодействующий момент, возникающий при закручивании пружинки, пропорционален углу поворота α. m пр = μ*α
80. Каков принцип действия МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО измерительного механизма? Запишите уравнение, связывающего угол поворота с измеряемым током.
В основе МИМ лежит рамка, состоящая из n витков, надетая на цилиндрический сердечник и помещенная в поле постоянного магнита. К рамке по пружинкам (они создают противодействующий момент) подводится постоянный ток. Ввиду того, что рамка намотана на легкий каркас, в нем возникают токи, которые способствуют сильному уменьшению ее колебаний. При протекании постоянного тока на рамку воздействует вращающий момент:
Так как противодействующий момент пропорционален углу поворота рамки (а вместе с ней и стрелки), то можно найти условие равновесия (угол, при котором наступает равновесие):
S – площадь, W – коэффициент, который зависит от упругости пружинки, n – число витков, I – ток, B – магнитная индукция в зазоре, где находится рамка. Если ток переменный, то угол пропорционален среднему значению.
81. Укажите основные свойства магнитоэлектрического измерительного прибора (положительные и отрицательные). Приведите формулу для чувствительности этого прибора.
Коэффициент пропорциональности между углом отклонения и силой тока называется чувствительностью ИМ по току.
Достоинства:
Недостатки:
82. Укажите область применения магнитоэлектрических измерительных приборов. Как их использовать для измерения переменных токов?
Самописцы (ввиду большого момента), измерения токов 0.1 мкА – 0.1 А, измерения напряжения 0.5 мв – 10 В, многопредельные аналоговые мультиметры, высокоточные измерения.
Для измерения переменного тока нужно преобразовать его в постоянный при помощи выпрямителя.
83. Каков принцип действия ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО измерительного механизма? Запишите уравнение, связывающего угол поворота с измеряемым током.
В основе принципа работы ЭИМ лежит взаимодействие подвижной и неподвижной катушек с токами.
При повороте рамки изменение энергии электромагнитного поля происходит за счет изменения взаимной индуктивности подвижной и неподвижной катушек.
W – коэффициент, который зависит от упругости пружинки.
84. Укажите основные свойства электродинамического измерительного прибора (положительные и отрицательные).
Достоинства:
Недостатки:
85. Укажите область применения электродинамических измерительных приборов. Для каких измерительных задач их применение целесообразно?
Их применяют для измерения постоянных и переменных токов с очень высокой точностью (класс точности – 0.01). Целесообразно применение в качестве рабочего эталона тока, а также для измерения мощности.
86. Каков принцип действия ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО измерительных механизмов? Запишите уравнение, связывающего угол поворота с измеряемым током (напряжением)
В электростатических измерительных механизмах перемещение подвижной части происходит под действием энергии электрического поля системы двух или нескольких электрически заряженных проводников. Следовательно, в данном механизме, в отличие от механизмов других систем, перемещение подвижной части осуществляется за счет действия непосредственно приложенного напряжения.
Под действием подведенного к электродам напряжения U создаётся электрическое поле. Силы электрического поля стремятся повернуть подвижную часть так, чтобы энергия электрического поля была наибольшей, т. е. чтобы подвижный электрод втягивался в пространство между неподвижными электродами и поворачивал указатель.
С — емкость между подвижным и неподвижным электродами.
Работа его основана на взаимодействии подвижного ферромагнитного сердечника 2, укрепленного вместе со стрелкой 4 на оси 3, с неподвижной катушкой 1, обтекаемой током. Спиральная пружинка 5 используется здесь только для создания противодействующего момента. Успокоение колебаний подвижной части происходит счет вихревых токов, возникающих в ферромагнитном сердечнике 2.
87. Укажите основные свойства электромагнитного и электростатического измерительных приборов (положительные и отрицательные).
Электростатические
Достоинства:
Недостатки:
Электромагнитные
Достоинства:
88. Укажите область применения электромагнитных и электростатических измерительных приборов.
Электромагнитные ИП применяются для измерения постоянных и переменных токов средних и больших значений, но с не очень высокой точностью. Электростатические – для измерения больших значений напряжений (например, в киловольтметрах).
Электронные вольтметры
89. Какие узлы входят в состав электронного ВОЛЬТМЕТРА ПОСТОЯННОГО ТОКА? Какие требования предъявляются к их параметрам?
Они содержат ступенчатый аттенюатор, сглаживающий ФНЧ, усилитель постоянного тока (УПТ) и электромеханический прибор – индикатор.
90. Какие параметры вольтметра ПОСТОЯННОГО ТОКА определяет усилитель (УПТ), отличающий электронный вольтметр от электромеханического?
Коэффициент преобразования используемого УПТ определяет предельную чувствительность вольтметра и его входной импеданс. От применяемой схемы УПТ также зависит дрейф нуля и температурная зависимость, т.е. систематическая погрешность
91. Как устроен электронный ВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (типа В3)? В каких единицах градуируют его шкалу?
Входной сигнал через разделительный конденсатор С подают на аттенюатор и широкополосный усилитель переменного тока. Выходной усиленный сигнал поступает на детектор. Он преобразовывает переменное напряжение в постоянное, которое затем подают на стрелочный индикатор. Вид измеряемого значения напряжения определяется типом детектора. Шкалу градуируют в среднеквадратичных значениях гармонического сигнала.
92. Как устроен детектор СРЕДНЕВЫПРЯМЛЕННЫХ значений? Какими причинами ограничена чувствительность детектора средневыпрямленных значений?
Такой детектор использует, как правило, двухполупериодный диодный выпрямитель. При положительной полуволне ток протекает через диоды 2 и 3, при отрицательной – 4 и 1, что эквивалентно взятию модуля от сигнала. Усредняет ток магнитоэлектрический прибор. Для увеличения постоянной интегрирования прибор шунтируют конденсатором. Чувствительность такого типа детекторов ограничена нелинейностью ВАХ диодов в области малых напряжений.
93. Для какой цели в детекторе СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКИХ значений используют диодную функциональную схему?
ДФС осуществляет возведение напряжения произвольной формы в квадрат. При помощи специально подобранных резисторов и диодов ДФС строит кусочно-линейную аппроксимацию квадратичной ВАХ, что и осуществляет данную операцию.
94. Какие функциональные преобразования необходимо реализовать в детекторе среднеквадратических значений? Как они реализованы в детекторе с термоэлектрическим преобразователем?
Необходимо последовательно возвести исследуемое напряжение в квадрат, затем усреднить его по времени и взять квадратный корень:
Исследуемое напряжение подают (после усиления) на нагреватель, расположенный около спая термопары. Повышение температуры пропорционально средней мощности сигнала – квадрату среднеквадратического значения. Затем на концах термопары возникает ЭДС, пропорциональная разности температур, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату напряжения. Таким образом, осуществляется возведение в квадрат.
95. В чем отличие АМПЛИТУДНЫХ детекторов с «открытым» и «закрытым» входом? Почему в импульсных вольтметрах (типа В4) применяют детекторы с «закрытым» входом?
При измерении пиковых значений сигналов детектор с открытым входом использовать неудобно, потому что при наличии в сигнале постоянной составляющей (например, напряжения смещения, питания) детектор будет показывать сумму амплитуды и постоянного напряжения.
Для измерения только переменной составляющей используют схему детектора с закрытым входом. Она отличается переставленными конденсатором и диодом.
96. В чем причина появления НИЗКОЧАСТОТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ амплитудного (импульсного) вольтметра?
Низкочастотная погрешность амплитудного вольтметра вызвана недостаточно большой постоянной разряда: за время, пока сигнал «пройдет» свой период до следующего максимума, конденсатор уже успеет разрядиться достаточно, и напряжение на выходе будет сильнее отличаться от действительного амплитудного значения.
97. Почему амплитудный вольтметр имеет погрешность измерения амплитуды импульсов при малой скважности входных импульсов?
Потому что конденсатор в цепи все равно успевает несколько разрядиться.(?) Скважность вызывает уменьшение напряжения на конденсаторе относительно амплитудного, ввиду чего возникает систематическая погрешность. Они измеряют не размах, а разницу между максимального и постоянного значений сигнала.
98. Почему ИМПУЛЬСНЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ строят по схеме “детектор– усилитель”, а не “усилитель–детектор”?
Потому что импульсы могут иметь очень широкий спектр, и поэтому необходим широкий частотный диапазон измерений вольтметра. Если же поставить усилитель перед детектором, то частотный диапазон будет уже из-за частотных ограничений усилителя.
99. По какой причине чувствительность амплитудных вольтметров невелика (доли вольта)? Почему увеличение чувствительности вызывает затруднения?
Чувствительность амплитудных вольтметров невелика из-за нелинейности ВАХ диодов в области малых напряжений, а усилить входной сигнал для увеличения чувствительности нельзя из-за того, что в этом случае частотный диапазон измерений вольтметра будет уже из-за частотных ограничений усилителя. Падает коэффициент преобразования.
100. В чем основное отличие принципа действия цифрового вольтметра от аналогово вольтметра?
В том, что в цифровых вольтметрах значение напряжение преобразуется в цифровой код.
101. Что такое «разрядность» цифрового вольтметра? Какой параметр вольтметра она определяет?
Разрядностью цифрового вольтметра называется число отображаемых одновременно цифр (десятичных разрядов) на индикаторе. Если старший разряд не может принимать все значения 0, 1, 2…9, а только первые несколько из них, то ЦВ имеет дробную разрядность. По разрядности ЦВ можно судить о максимальном значении измеряемого напряжения, а также о его разрешающей способности.
Осциллограф
102. Какие типы осциллографов используются в измерительной технике? Укажите области их применения.
Универсальные и скоростные – пригодны для наблюдения повторяющихся процессов (периодических и непериодических), непригодны для запоминания. В скоростных осциллографах используют специальную ЭЛТ «бегущей волны» с отклоняющей системой в виде широкополосной замедляющей структуры. Стробоскопические предназначены для исследования повторяющихся сигналов малой длительности. Цифровые осциллографы оснащены аналогово-цифровым преобразователем мгновенных значений и пригодны для запоминания.
103. Какие ВИДЫ РАЗВЕРТОК применяются в универсальном осциллографе? Какая развертка является основной?
Применяются следующие виды разверток:
Основной является автоколебательная развертка – пилообразное вырабатывается все время, даже если входящего сигнала нет. (только в таком режиме можно наблюдать постоянное напряжене.
104. Что такое непрерывная развертка? При каком условии при непрерывной развертке можно наблюдать неподвижную осциллограмму?
Непрерывная развертка – режим развертки, при котором даже при отсутствии сигнала на входе генератор развертки запускается автоматически (периодически) и вырабатывает пилообразное напряжение.
Неподвижность осциллограммы на экране достигается при условии, что период развертки будет точно равен или кратен периоду исследуемого сигнала:
В случае, если исследуем сигналы с большой скважностью, то можно установить период развертки меньше периода сигнала, но тогда надо будет использовать ждущую развертку.
105. Каковы причины использования ждущей развертки? В каких случаях ее применение совершенно необходимо?
Ждущую развертку используют, как правило, для осциллографирования непериодических или однократных процессов, а также импульсов большой скважности. В этом случае ввиду того, что для удобного наблюдения таких импульсов мы выбираем удобный масштаб так, что период развертки меньше периода сигнала. Но из-за этого луч проходит многократно по линии нулевого уровня, из-за чего она становится слишком яркой – это мешает нормальному анализу осциллограммы. Однако, если использовать ждущий режим генератора развертки, то многократные проходы луча по линии нулевого уровня ликвидируются, и осциллограмма становится читаемой. Совершенно незаменим ждущий режим при исследовании непериодических повторяющихся сигналов, где синхронизация невозможна.
106. Почему при наблюдении импульсов большой скважности применение непрерывной развертки не позволяет получить удобный масштаб осциллограммы?
Потому что в этом случае ввиду того, что для удобного наблюдения таких импульсов мы выбираем удобный масштаб так, что период развертки меньше периода сигнала. Но из-за этого луч проходит многократно по линии нулевого уровня, из-за чего она становится слишком яркой – это мешает нормальному анализу осциллограммы. Однако, если использовать ждущий режим генератора развертки, то многократные проходы луча по линии 0 ликвидируются, и осциллограмма становится читаемой.
107. Каково назначение ВХОДНОГО УСТРОЙСТВА канала Y универсального осциллографа?
Входное устройство нужно для исключения постоянной части исследуемого сигнала. Оно представляет собой коммутируемый разделительный конденсатор, что при необходимости позволяет реализовать т.н. «закрытый вход». Существует на некоторых осциллографах и нулевое положение переключателя – в этом случае вход канала соединяется с общим пробником.
108. Для чего используется КАЛИБРОВАННЫЙ АТТЕНЮАТОР канала Y? В каких единицах градуирован его переключатель?
При помощи калиброванного аттенюатора выбирается диапазон измерения – ослабляется входное напряжение (дискретно). Его дискретный переключатель градуирован в вольтах/деление.
109. Каковы функции ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ канала Y универсального осциллографа?
В предварительном усилителе формируется сигнал, подаваемый на вход канала X, для синхронизации исследуемого сигнала. Дополнительными функциями предварительного усилителя являются: плавная регулировка усиления канала У и центровка изображения по вертикали. Еще он согласует сопротивление выхода с низкоомным входом линии задержки.
110. Почему в канале Y универсального осциллографа используют не один, а два усилителя – предварительный и оконечный?
В предусилителе обычно предусматривают возможность плавной некалиброванной регулировки вертикального размера изображения и смещения изображения по вертикали. Оконечный усилитель увеличивает амплитуду сигнала до значения, необходимого для отклонения луча в пределах рабочей части экрана, и его малое выходное сопротивление позволяет уменьшить частотную зависимость канала, возникающую из-за паразитной емкости отклоняющих пластин. Оконечный усилитель имеет симметричный выход, что также уменьшает искажения осциллограммы.
111. Какие задачи выполняет ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ в канале Y осциллографа? Для какого режима синхронизации осциллографа ее присутствие актуально?
Она нужна для того, чтобы обеспечить маленький временной сдвиг сигнала, который подается на отклоняющие пластины канала вертикального отклонения. Это необходимо, чтобы немного сдвинуть сигнал относительно начала развертки при запуске генератора развертки от входного сигнала и тем самым сохранить передний фронт сигнала (внутренняя синхронизация и запуск).
112. Что такое КОЭФФИЦИЕНТ ОТКЛОНЕНИЯ осциллографа? Как устанавливают необходимое значение этого параметра?
Коэффициент отклонения параметр, равный отношению значения входного напряжения к отклонению луча на осциллограмме, которое вызвало это напряжение. Он обозначается K0 и измеряется в вольтах/деление. Устанавливается дискретно на входном аттенюаторе (переключатель volts/div). На большинстве осциллографов он принимает значения 50 мкВ/дел – 10 В/дел.
113. Какие функции выполняет УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ И ЗАПУСКА осциллографа? Чем синхронизация отличается от запуска?
УСЗ предназначено для обеспечения неподвижности изображения, (обеспечивает кратность периодов входного напряжения и напряжения развертки). Вырабатывает импульсы синхронизации (запуска), привязанные к одной и той же характерной точке сигнала (например, фронт, срез импульса и др.). Для периодических сигналов устройство синхронизации вырабатывает импульсы с периодом, равным периоду входного сигнала. В автоколебательном режиме они воздействуют на генератор развертки, синхронизируя его с исследуемым сигналом и обеспечивая тем самым неподвижность осциллограммы. В ждущем режиме УСЗ вырабатывает импульсы запуска развертки только при наличии на входе осциллографа сигнала. Процесс привязки развёртки к характерным точкам сигнала называют синхронизацией в автоколебательном режиме и запуском – в ждущем. В устройстве синхронизации используют регулировку уровня срабатывания, по которому вырабатывается сигнал запуска. Кроме этого, можно переключить полярность синхронизации, чтобы импульс запуска образовывался на фронте или на срезе. Возможна синхронизация от отдельных видов внешних сигналов. Можно включить фильтр на входе УСЗ для устранения влияния помех и шумов.
114. Укажите режимы работы устройства синхронизации и запуска осциллографа. Что такое “синхронизация от сети”?
Устройство синхронизации обеспечивает начало запуска генератора развёртки одновременно с возникновением сигнала в начальной точке экрана. В результате на экране осциллографа мы видим изображение импульса, развёрнутое во времени. Режимы работы УСЗ:
При синхронизации от питающей сети запуск развертки происходит синхронно с колебаниями сетевого напряжения, что очень удобно при наблюдении помех и искажений, вносимых устройствами питания.
115. В каких случаях применяют внутреннюю, а в каких случаях — внешнюю синхронизации?
Внутренняя синхронизация удобна для исследования сигналов стабильной частоты, поскольку только при таком условии наблюдается стабильное неподвижное изображение. Внешняя синхронизации удобна для исследования недостаточно стабильных сигналов, особенно, когда используется синхронизация генератора развертки и исследуемой схемы от одного источника колебаний. Для точной установки уровня, с которого начинается запуск генератора, в приборе есть регулировка.
116. Что такое КОЭФФИЦИЕНТ РАЗВЕРТКИ осциллографа? Как устанавливают необходимое значение этого параметра?
Коэффициент развертки Kp – время, за которое луч проходит одно деление шкалы на экране ЭЛТ (с/дел., мс/дел., мкс/дел.). Регулировка коэффициента развертки производится изменением длительности прямого хода генератора развертки дискретным переключателем.
117. Какие требования предъявляют к генератору развертки осциллографа? Как от его параметров зависит точность осциллографических измерений?
В результате, если напряжение развертки, выдаваемое генератором, будет не соответствовать этим условиям, то осциллограмма исследуемого сигнала будет искажена «по горизонтали», возникнет погрешность временных интервалов.
118. Какие функции выполняет оконечный усилитель канала X универсального осциллографа? Что такое РЕЖИМ «РАСТЯЖКИ», реализуемый в этом усилителе?
Оконечный усилитель канала Х выполняет усиление напряжения развертки до необходимого уровня, обеспечивая симметричную подачу напряжения на горизонтальные отклоняющие пластины ЭЛТ. Согласует емкостную нагрузку ЭЛТ. Сопротивление как можно меньше
Режим растяжки — особый режим работы канала горизонтального отклонения луча. Его используют для получения более крупного масштаба осциллограммы по горизонтали, но не регулировкой коэффициента развертки, а дискретным увеличением коэффициента передачи оконечного усилителя канала (в работе — в 10 раз). Это приводит к визуальному растягиванию осциллограммы в n раз по оси X, где n — множитель растяжки. Достоинство этого режима: его включение не влияет на работу развертки и синхронизации, и изображение остается неподвижным, только растянутым.
К недостаткам относится уменьшенная яркость изображения (большую часть прямого хода луч на экране отсутствует) и большее влияние на полученное изображение искажений, связанных с нелинейностью напряжения развертки.
119. Каким образом в универсальном осциллографе осуществляют гашение изображения обратного хода луча? Какой канал для этого используется?
Подсветка развертки осуществляется во время прямого хода луча для получения более яркого его изображения, а гашение развертки — во время обратного хода луча с тем, чтобы обратный ход развертки не просматривался на изображении сигнала. Подсветка и гашение осуществляются автоматически путем подачи на электроды ЭЛТ импульсов напряжения соответствующей полярности. Импульсы должны совпадать по времени с прямым (подсвет) и обратным (гашение) ходами луча. Исходным сигналом для формирования импульсов служит генератор развертки, который функционально связан с электродами ЭЛТ через усилитель канала Z.
120. Чем отличаются двухлучевой и двухканальный осциллографы? Укажите достоинства и недостатки этих осциллографов.
В двухлучевых осциллографов используют специальную двухлучевую ЭЛТ (с независимыми отклоняющими пластинами и двумя электронными пушками), а в двухканальных ЭЛТ однолучевая. Для двухканального ЭЛО одновременного отображения двух каналов достигается за счет переключения специальным переключателем с одного канала на другой во время каждого обратного хода развертки. Канал X в таком осциллографе общий. Поэтому наблюдать неподвижную осциллограмму двух сигналов можно только при условии равенства или кратности периодов их повторения. Достоинство двухлучевых осциллографов — изображение без периодического прерывания. При этом, их конструкция более сложная и дорогая. Двухканальные ЭЛО более дешевые и простые, но изображение с обоих каналов может периодически прерывается.
121. Какие ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА Y универсального осциллографа характеризуют его быстродействие?
Быстродействие канала вертикального отклонения зависит от времени нарастания переходной характеристики осциллографа. Переходная характеристика – осциллограмма бесконечно быстрого скачка напряжения, то есть, дельта-один-функции (в реальности, скачка напряжения с пренебрежимо малым фронтом). И чем меньше время нарастания ПХ, тем выше быстродействие осциллографа.
АЧХ осциллографа – это зависимость вертикального размера изображения гармонического сигнала от его частоты. ПХ и АЧХ связаны через преобразование Фурье. Соответственно, чем шире АЧХ, тем выше быстродействие. Время нарастания ПХ связано с граничной частотой (определяется по спаду АЧХ до уровня 0.707 (3 дБ)) АЧХ следующим образом:
Частота выражена в МГц, время – в нс.
122. Дайте определение ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ осциллографа? Какими параметрами ее описывают?
Переходная характеристика – осциллограмма бесконечно быстрого скачка напряжения, то есть, дельта-один-функции (в реальности, скачка напряжения с пренебрежимо малым фронтом).
Если ПХ апериодического типа, до для ее описания достаточно времени нарастания. Время нарастания – время, за которое сигнал изменится от уровня 0.1 до 0.9 от устоявшегося значения. Если входной сигнал, при помощи которого измеряли ПХ, имеет свою известную длительность фронта, то реальное время нарастания определяется следующим образом:
Где tизм – значение, измеренное по осциллограмме. Если ПХ колебательного типа, то она описывается с помощью времени установления (отсчитывают между уровнем 0.1 и моментом, когда осцилляции на вершине ПХ станут пренебрежимо малы (обычно 1 % от начальной амплитуды колебательного процесса) и выбросами (его оценивают в процентах от амплитуды ПХ).
123. Дайте определение АЧХ осциллографа? Какими параметрами ее описывают?
АЧХ осциллографа – это зависимость вертикального размера изображения гармонического сигнала от его частоты.
Ее описывают верхней граничной частотой (определяется по спаду АЧХ до уровня 0.707 (3 дБ)). С ней связано также время нарастания переходной характеристики:
Частота выражена в МГц, время – в нс.
Оптимальной формой, которая обеспечивает наименьшее время нарастания ПХ, обладает частотная характеристика, близкая к АЧХ фильтра Гаусса:
Осциллограф характеризуют также нормальным диапазоном АЧХ. Это полоса частот, в пределах которой неравномерность АЧХ не превышает погрешности коэффициента отклонения, заявленной для данного осциллографа. Используют и расширенный диапазон АЧХ – это интервал частот, в котором неравномерность АЧХ (а следовательно, и точность измерения амплитуды) не превышает 10 %. Для узкополосных осциллографов (с полосой менее 1 МГц) параметры АЧХ являются основными параметрами канала Y.
124. Какие ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА X характеризуют точность измерения временных интервалов?
Точность измерения временных интервалов зависит от нелинейности напряжения развертки осциллографа, от стабильности его амплитуды.
125. Что такое МЕТОД КАЛИБРОВАННЫХ ШКАЛ? При каких условиях можно применять этот метод в осциллографических измерениях?
Метод калиброванных шкал – метод, относящийся к непосредственным наблюдениям на экране осциллографа. Он позволяет измерять как напряжения, так и временные интервалы. Его сущность заключается в том, что нужная величина измеряется непосредственно на осциллограмме, а затем умножается на коэффициент отклонения (если измеряем напряжение) или коэффициент развертки (если измеряем время). Деление – это большая клетка. Желательно так выбирать масштабные коэффициенты, чтобы размер изображения составлял 80–90 % от полного размера шкалы осциллографа. При этом относительная погрешность дискретности шкалы минимальна. Для реализации данного метода необходимо, чтобы, во-первых, осциллограмма была устойчива, неподвижна и удобна для наблюдения (масштаб, толщина / яркость / фокусировка луча), а во-вторых, осциллограф должен быть откалиброван. На погрешность данного метода, кроме погрешностей установки масштабных коэффициентов и размеров светового пятна также влияет нелинейность масштаба по горизонтали и по вертикали. Из-за нелинейности отклонения луча ЭЛТ масштабные коэффициенты в центре экрана и по краям несколько отличаются.
126. Что такое КАЛИБРОВКА осциллографа? Опишите ее методику.
Калибровка осциллографа – подстройка значений его масштабных коэффициентов так, чтобы они соответствовали действительным. Служит для проверки численных значений коэффициентов отклонения по вертикали и горизонтали.
Канал Y калибруется следующим образом. На его вход подается образцовый сигнал от всторенного калибратора (обычно это меандр) с известными параметрами. Затем, усиление канала Y плавно регулируется при помощи специального потенциометра для калибровки, и добивается то, чтобы вертикальный размер изображения калибровочного сигнала соответствовал установленному на дискретном калиброванном аттенюаторе коэффициенту отклонения.
Аналогично калибруется и канал X. При помощи специального потенциометра плавно регулируется длительность прямого хода развертки, чтобы она на изображении соответствовала установленному коэффициенту развертки (он устанавливается на дискретном калиброванном аттенюаторе). Важно отметить, что регулятор плавного изменения коэффициента развертки должен находиться в специальном фиксированном положении. Еще режим растяжки калибруется отдельно.
127. Что такое калибратор осциллографа и для чего его используют? Какой вид сигнала вырабатывает калибратор?
Калибратор – это встроенный в осциллограф генератор образцового сигнала с известными параметрами. Он используется для калибровки, то есть, для подстройки коэффициентов вертикального и горизонтального отклонения, чтобы они соответствовали действительным. Обычно, калибратор вырабатывает сигнал типа меандр.
Измерение фазового сдвига
128. Что такое «фазовый сдвиг» двух сигналов? Как он связан с их временным сдвигом?
Фазовым сдвигом называют модуль разности фаз двух гармонических сигналов с одинаковой частотой.
Для несинусоидальных сигналов это понятие заменяется понятием временного сдвига. Для гармонических сигналов с одинаковой частотой ω фазовый сдвиг Δϕ равен:
Для гармонических колебаний времени задержки tз соответствует фазовый сдвиг
129. Опишите ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ метод измерения фазового сдвига на экране двухканального осциллографа (метод линейной развертки), его достоинства и недостатки, причины появления погрешностей.
Для этого метода нужен двухканальный осциллограф, на каналы которого подаются два исследуемых сигнала. Затем, по осциллограмме можно измерить фазовый сдвиг. Он будет равен (a – расстояние в делениях между пересечениями осциллограммами нулевой линии; b – длительность периода, выраженная в делениях шкалы).
Достоинства:
Недостатки:
Также существуют следующие причины появления погрешностей: диксретность шкал осциллографа, нелинейность усилителей и ЭЛТ, толщина луча, имеет место субъективная погрешность.
130. Опишите осциллографический метод измерения фазового сдвига (МЕТОД “ЭЛЛИПСА”), его достоинства и недостатки, причины появления погрешностей.
Для этого метода нужен осциллограф с отключенным генератором развертки. Одно из напряжений подается на канал вертикального отклонения Y, другое – на канал горизонтального отклонения X. Тогда на экране можно будет наблюдать эллипс. Фазовый сдвиг в этом случае будет равен:
где l, h – отрезки, отсекаемые эллипсом по осям Х и Y; L, H – размеры эллипса по осям Х и Y.
Достоинства:
Недостатки:
131. Опишите КОМПЕНСАЦИОННЫЙ метод измерения фазового сдвига, область его применения, достоинства и недостатки. Что такое «калиброванный фазовращатель», используемый в данном методе?
Этот метод основан на сравнении измеряемого фазового сдвига с фазовым сдвигом, который генерирует образцовый фазовращатель. В качестве устройства сравнения может быть использован осциллограф в XY-режиме или фазовый детектор, на котором фиксируем заранее заданный фазовый сдвиг (0 для нулевого метода, или фиксированный +-90, +-180 и т.д. для дифференциального). Относится к методам уравновешивания.
Можно подразделить на нулевой и дифференциальный метод, рассмотрим на примере нулевого. Для калибровки входы измерительной схемы соединяют и на них подают любое из входных напряжений. Затем производят установку фазовращателя в положение ϕФВ0, соответствующее нулевому показанию устройства сравнения. Далее на входы подают исследуемые сигналы, и фазовращатель устанавливают в новое положение ϕФВ, при котором устройство сравнения опять покажет нулевое значение. Измеряемый фазовый сдвиг равен:
В случае дифференциального метода результат включает фиксированный угол ϕдиф:
Погрешность измерения угла этим способом складывается из погрешности градуировки фазовращателя, систематической погрешности φух, погрешности определения момента равенства фаз. Еще погрешность зависит от точности фиксации момента равенства фаз (чувствительность фазового индикатора).
Фазовращатель – электрическое устройство в виде четырехполюсника, в котором обеспечивается постоянный заданный сдвиг фаз между переменными напряжениями на его входе и выходе.
К недостаткам метода относится трудоемкость и необходимость градуировки фазовращателя на каждой частоте, потому что вносимая разность фаз зависит от частоты. Достоинство заключается в высокой точности данного метода.
132. Как устроен мостовой фазовращатель, используемый в нулевом методе измерения фазового сдвига? Для чего в нем используют сдвоенный резистор?
Мостовой фазовращатель представляет собой четырехплечий RC-мост, состоит из двух диагоналей. Через разделительный трансформатор в одну из них попадает входной сигнал, а с другой диагонали его снимают. При этом амплитуда выходного сигнала равна входной. Емкость конденсаторов постоянна, а фаза меняется за счет согласованного изменения сопротивления сдвоенных резисторов.
Если их сопротивление менять от 0 до бесконечности, то значения Ur и Uc изменяются от 0 до входной амплитуды. При этом, согласно векторной диаграмме, фазовый сдвиг будет меняться от 0 до 180 (почти, так как невозможно получить сопротивления 0 и бесконечность). Амплитуды входного и выходного напряжения при этом постоянны. Фазовый сдвиг описывается формулой:
На фазовый сдвиг будет влиять также сопротивление источника сигнала и конечное сопротивление нагрузки фазовращателя.
133. Какие нуль-индикаторы применяют в компенсационном методе измерения фазового сдвига? Что такое фазовый детектор?
В качестве нуль-индикатора может быть использован осциллограф с отключенным генератором развертки, то есть в xy-режиме. Также можно использовать фазовый детектор – измерительный преобразователь, который преобразует фазовый сдвиг между входными сигналами в напряжение, функционально связанное с разностью фаз.
134. Как строят фазометр с преобразованием фазового сдвига в напряжение? Каков принцип действия такого фазометра?
Такой фазометр состоит из двух формирующих устройств, триггера, фильтра нижних частот и вольтметра постоянного тока. Принцип работы следующий: Напряжения 1 и 2 попадают в формирующие устройства. В момент перехода напряжений через 0 в сторону увеличения формирующие устройства генерируют кратковременные импульсы, которые попадают на входы S и R триггера. Когда на вход S триггера поступает импульс, он начинает вырабатывать напряжение с амплитудой Um, и перестает вырабатывать его одновременно с приходом импульса Uфу2 на вход S. Итого, на выходе триггера получается последовательность прямоугольных импульсов с периодом, равным периоду входящих сигналов, и длительностью, пропорциональной фазовому сдвигу. Постоянное значение напряжения такой последовательности пропорционально фазовому сдвигу:
Она выделяется при помощи ФНЧ, затем измеряется вольтметром постоянного напряжения (если подобрать амплитуду триггера специальным образом, то показания вольтметра будут численно равны фазовому сдвигу).
Из-за несимметричных ограничения исследуемых напряжений в ФУ возникает систематическая погрешность, и для ее исключения нужно применять двухтактную схему преобразователя «фаза-время».
135. Для чего в фазометре используют фильтр нижней частоты? Какой тип электромеханического прибора применяют в этом приборе?
Фильтр нижних частот выделяет постоянную составляющую напряжения последовательности прямоугольных импульсов на выходе триггера, которая пропорциональна фазовому сдвигу между исследуемыми сигналами. Затем это напряжение измеряется вольтметром постоянного тока (магнитоэлектрическим)
Измерение частоты
136. Что такое» долговременная» и «кратковременная» нестабильности частоты? В чем отличие методов их измерения?
Кратковременная нестабильность – быстрая флуктуация частоты в течении малого времени t.
Отличие методов:
Долговременная нестабильность является функцией абсолютного времени Т и длительности интервала наблюдения Тизм, на котором измеряют девиацию частоты (соотношения между Т и Tизм, например, 1 сутки –1 час, 100 сек – 1 сек и пр.).
При определении кратковременной нестабильности частоты измеряют отклонение мгновенной частоты от среднего значения за небольшой интервал времени τ (необходимо обеспечить малое время Tизм,).
137. Укажите классификацию методов измерения частоты сигналов. Какие методы являются наиболее точными?
Гетеродинные частотомеры являются достаточно точными измерительными приборами. Их относительная погрешность измерения лежит в пределах 10-3- 10-5. Однако в диапазоне средних частот (до 300 МГц и ниже) их вытесняют электронно-счетные частотомеры (ЭСЧ), которые обеспечивают ту же высокую точность, но значительно проще в эксплуатации.
138. Как измеряют частоту ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (метод «фигур Лиссажу»)? Почему его сложно использовать на высоких частотах?
Сигнал с неизвестной частоты подают на вход Y осциллографа, сигнал образцовой частоты – на вход X. Осциллограф переводят в режим X-Y (развертка отключена). Регулируют размеры изображения по осям так, чтобы на экране образовался квадрат (или близкий к нему прямоугольник). В случае кратного соотношения частот на экране получается устойчивая фигура Лиссажу, вписанная в этот квадрат. Подсчитайте, сколько раз кривая коснется горизонтальной и вертикальной стороны прямоугольника. Отношение числа касаний кривой к соответствующим сторонам дает отношение частот колебаний.
Зная частоту генератора , рассчитывают искомый результат . Метод ограничен в использовании на высоких частотах, потому что применим только при точно дробно-кратных частотах (иначе фигура будет вращаться с частотой, равной абсолютной разности частот), а из-за кратковременной нестабильности сравниваемых частот это соотношение может быть нарушено. При одинаковой относительной нестабильности частот эта разность возрастает на высоких частотах.
139. Как выполнить измерение частоты осциллографическим методом. если измеряемая частота и частота образцового генератора сильно отличаются?
Метод круговой развертки с модуляцией яркости применяют в случаях, когда сравниваемые частоты кратны, но отношения их велико.
Если измеряемая fx выше частоты образцового генератора fэт, то напряжение fэт подают одновременно на оба входа осциллографа со сдвигом по фазе 90, достигаемым с помощью фазовращателя. На экране получим окружность, добиваемся ее неподвижности.
При равенстве частот fx и fэт половина окружности не видна (темная) (рис. 6.12, а). Если fx > fэт, появятся – штрихи (рис. 6.12, б). Число тёмных и светлых штрихов n равно кратности частот, откуда fx = n · fэт
140. Как строят частотомеры на основе ГЕТЕРОДИННОГО МЕТОДА сравнения частот? Для чего в них используют акустический контроль на наушниках?
Гетеродин – источник образцового сигнала. Его сигнал вместе с исследуемым подают на смеситель, затем при помощи ФНЧ выделяют разностную частоту, усиливают и подают на магнитоэлектрический вольтметр – индикатор нулевых биений. Его стрелка будет отклоняться с разностной частотой, а когда при плавной подстройке гетеродина частоты окажутся равны, то она станет неподвижна. А в наушниках мы слышим звук разностной частоты – чем она меньше (звук ниже – тем частота гетеродина ближе к исследуемой).
141. Как используют РЕЗОНАНСНЫЙ способ для измерения частоты на ВЧ и СВЧ?
При резонансном методе измерения частоты используется явление резонанса в колебательном контуре. Принцип действия заключается в сравнении измеряемой частоты fx с собственной частотой колебаний f0 высокодобротного образцового резонатора. Момент резонанса фиксируется по максимальному показанию индикатора, присоединенного к контуру. Измеряемая частота определяется по градуированной шкале микрометрического механизма настройки с большим числом отсчетных точек. Измерительный контур резонансного частотомера в зависимости от диапазона частот:
142. Опишите принцип, положенный в основу МЕТОДА ДИСКРЕТНОГО СЧЕТА. Чем определяется его потенциальная точность?
Принцип измерения: подсчет за известный (образцовый) интервал времени Tсч числа импульсов N, сформированных из входного сигнала. Измеряемая fx (точнее, ее среднее значение за время Tсч):
Потенциальная точность определяется погрешностью дискретности и генератором (считаем только целое число периодов входного сигнала N, которые попадают во время счета). Показывает среднее значение.
143. Из каких соображений выбирают частоту кварцевого генератора электронно-счетного частотомера и коэффициент делителя частоты?
Частоту генератора выбирают кратной 10:
где р – целое число
Установку требуемого времени измерения Tсч производят делением частоты fкв с помощью декадного делителя частоты. Коэффициент деления выбирают из соотношения n = 10k, k = 0,1,2…
Исходя из частоты кварцевого генератора и коэффициента деления:
Измерительные генераторы
144. Что такое «ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР»? Чем он отличается от других источников сигналов? Как классифицируются измерительные генераторы?
Измерительные генераторы – источники образцовых сигналов. От других источников отличаются тем, что параметры генерируемых сигналов можно установить с заданной точностью (обладают нормированными метрологическими характеристиками).
По принципу действия подразделяются на:
По функциональному назначению делят на:
145. Генераторы ВЫСОКОЙ частоты, принципы построения. Структурная схема генератора ВЧ.
Генератор содержит перестраиваемый LC контур с большой добротностью. Если плавно менять емкость конденсатора, то можно регулировать частоту, если переключать катушки – менять диапазоны. Затем сигнал усиливается усилителем до опорного уровня (максимальное напряжение, по которому калибруют калиброванный аттенюатор). Усилитель определяет импеданс генератора и исключает влияние внешней цепи. Еще есть вольтметр для контроля уровня сигнала. Модулятор в режиме АМ при помощи встроенного НЧ генератора синусоидального напряжения управляет коэффициентом передачи усилителя, в ЧМ – переменной емкостью конденсатора в LC.
146. Укажите основные характеристики генераторов высокой частоты. Какие режимы модуляции в них предусматривают? Укажите вид выходного сигнала с модуляцией и без нее.
Эксплуатационные: диапазон перестройки по частоте, диапазон среднеквадратичных значений напряжения на выходе, выходное сопротивление, диапазон установки параметров модуляции
Метрологические: предел допускаемой погрешности для частоты, уровня и параметров модуляции.
147. Аналоговые генераторы НИЗКОЙ частоты, принципы действия и отличие от генератора ВЧ. Структурная схема генератора.
В основе лежит RC-цепь (а не RL, как в ГВЧ). Состоит из двух пар RC (мост Вина) и фазосдвигающих цепочек (для баланса фаз). Баланс амплитуд обеспечивает усилитель. Переменные резисторы позволяют плавно регулировать частоту, а переключение конденсаторов – менять диапазоны. Трансформатор нужен для установки входного сопротивления. Для стабилизации амплитуды есть нелинейная ООС с терморезистором. Отличаются от ГВЧ еще и отсутствием блока модуляции.
148. Генераторы ИМПУЛЬСОВ, структурная схема и основные параметры.
Задающий генератор задает частоту путем плавной и дискретной подстройки. Затем устройство управления позволяет выбрать режим запуска генератора – от задающего или от внешнего сигнала, а еще вырабатывает синхроимпульсы с заданной частотой (м.б. нужно для внешних устройств). Блок задержки сдвигает основные импульсы относительно синхроимпульсов. Потом основной генератор генерирует импульсы с заданной частотой, они усиливаются до опорного уровня усилителем, напряжение выхода регулируется калиброванным аттенюатором и контролируется импульсным вольтметром. Эксплуатационные параметры: диапазон выдаваемой частоты повторения, амплитуды и длительности импульсов. Метрологические: предел допускаемой погрешности установки этих параметров и точность воспроизведения формы импульса.
149. Какие параметры генераторов импульсов характеризуют качество формы выходного сигнала?
Значение выбросов дельта, длительность фронта и длительность среза.
Измерение параметров компонентов RLC
150. Дайте определение комплексного сопротивления (ИМПЕДАНСА) компонента цепи. Какие параметры двухполюсных компонентов измеряют стандартными приборами?
Импеданс — полное комплексное сопротивление между двумя узлами цепи или двухполюсника для гармонического сигнала. Определяется законом Ома через отношение комплексных амплитуд напряжения и тока.
В полярных координатах через модуль и угол:
Может измерять активные (R или G) и реактивные (L или C) параметры иммитансов измеряемых объектов по параллельной или последовательной эквивалентной схеме. Относительные параметры измеряются в форме фактора потерь D или добротности Q.
151. Что такое «схема замещения» реального двухполюсного элемента?
Схема замещения – схема, учитывающая реальные физические процессы, происходящие в реальном двухполюснике, и позволяющая математически описать их. Сосредоточенные элементы можно представить в виде последовательной или параллельной схем замещения:
Схема замещения катушки:
152. Что такое «действующее значение» индуктивности реальных катушек индуктивности?
У идеальной катушки реактивное сопротивление есть линейная функция частоты, но у реальной, ввиду наличия паразитных параметров, она перестает быть таковой. Поэтому при измерениях нужно определить действующее значение параметров компонентов для каждой частоты. Действующие значения индуктивности вводят из условия равенства реактивных сопротивлений (проводимостей) реального элемента и эквивалентной индуктивности на частоте измерения. Действующее значение индуктивности Lд в предположении малых потерь (Rs << 2πfL) задают формулой
153. Что такое метод ВОЛЬТМЕТРА–АМПЕРМЕТРА, используемый для измерения сопротивления активных компонентов?
Это метод (основан на законе Ома), в котором для измерения модуля полного сопротивления с помощью вольтметра измеряют напряжение на двухполюснике, а с помощью амперметра – ток через него. Затем напряжение делят на ток и получают значение модуля комплексного сопротивления, однако фазу установить невозможно.
Достоинство метода – простота, к недостаткам относится еще и невысокая точность.
154. Для чего используют четырехпроводную схему подключения амперметра и вольтметра в исследуемому двухполюснику в методе вольтметра-амперметра?
Для того, чтобы измерить сопротивление объекта, находящегося на достаточно большом расстоянии от омметра, т.к. обычным методом омметр измерил бы и сопротивление соединительных проводов.
В этом случае ток, протекающий по проводу Т, не попадает в провод Н и не создает поэтому ошибок.
155. Как, используя только один электромеханический измерительный прибор (вольтметр или амперметр), построить омметр для измерения активных сопротивлений?
156. Как строят ЭЛЕКТРОННЫЕ ОММЕТРЫ с операционными усилителями для измерения активных сопротивлений?
В электронных омметрах используют операционные усилители, охваченные глубокой ООС.
Применение ОУ в омметрах постоянного тока позволяет осуществить преобразование сопротивления в напряжение Rх → U.
Метод преобразования сопротивления в напряжение:
Если значения сопротивления велики, то лучше преобразовывать проводимость в напряжение (нужно поменять R0 и Rx местами):
157. Опишите принцип действия МОСТОВОГО МЕТОДА измерения комплексных сопротивлений компонентов (четырехплечий мост или мост Уинстона).
Мостовой метод реализует метод сравнения с эталоном на основе уравновешивания измерительной схемы. Разность потенциалов на индикаторе равна 0 в случае баланса моста со следующими условиями:
Для реализации метода нужно плавно менять сопротивление переменного резистора, фиксируя 0 на индикаторе (остальные сопротивления известны). В случае измерения комплексного сопротивления, сначала подстраивают активную часть (сопротивление) до 0, затем реактивную при помощи подстройки образцового конденсатора, потом опять резистор, и так повторяют (метод покоординатного спуска).
158. Опишите ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТОВОЙ МЕТОД измерения параметров RLC. В чем его преимущество по сравнению с четырехплечим мостом?
Измерительные трансформаторы имеют коэффициент связи, близкий к 1. Мост состоит из двух трансформаторов — трансформатора напряжения ТР1 и трансформатора тока ТР2 образцового двухполюсника с комплексным сопротивлением Z0, генератора Uвх и индикатора V. Вторичные обмотки n2 и n3 включены согласно; первичные обмотки n4 и n5 включены встречно. Средние точки обмоток трансформаторов соединены между собой.
Уравновешивание трансформаторного моста осуществляют изменением числа витков трансформаторов. Подбором числа витков можно менять амплитуду и фазу магнитного потока.
Для уравновешивания емкостного импеданса — переместить вектор комплексной амплитуды в пределах одного квадранта (на 90)
Для уравновешивания индуктивного импеданса — изменить фазу потока на 180°. Верхний предел рабочих частот трансформаторных мостов существенно выше, чем у четырехплечих мостов и зависит от свойств применяемых трансформаторов.
159. Как измеряют импеданс компонентов методом ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ? Кратко опишите принцип действия измерителя иммитанса.
Измерение импеданса Zх сводится к измерению отношения комплексных амплитуд напряжений на входе и выходе усилителя.
Комплексную амплитуду напряжения UU =Uвх на зажиме, обозначенном H (высокий потенциал), измеряют векторным вольтметром. Ток через элемент поступает в точку низкого потенциала, обозначенную L.
Образцовый резистор R определяет масштабный коэффициент преобразования «Z–U». С его помощью переключают диапазон измерения прибора.
Измерение АЧХ
160. Что такое “АЧХ” радиоэлектронного устройства? Какие условия надо выполнить при ее измерении?
Амплитудно-частотной характеристикой линейной цепи называют зависимость модуля его комплексного коэффициента передачи от частоты.
Необходимым условием является согласование генератора и нагрузки: Необходимо представить подключение исследуемого устройства с учетом свойств реальных генератора и нагрузки. Общая схема включения четырехполюсника между источником гармонического напряжения с импедансом Zг и нагрузкой с импедансом Zн:
Выходное напряжение U2 зависит от сопротивления нагрузки, которое должно быть заранее оговорено. Во многих случаях сопротивление нагрузки задают стандартным. Второй важный момент – зависимость частотной характеристики от выходного сопротивления генератора. Если под АЧХ понимать отношение U2/U1, то Zг на форму характеристики не влияет. Однако во многих практических задачах интерес представляет частотная зависимость отношения U2/Uг. При этом частотную зависимость определяют при постоянной амплитуде генератора Uг, а не входного напряжения U1. Последнее может иметь зависимость от частоты, поэтому вид АЧХ будет другим.
161. Опишите метод измерения АЧХ с помощью ГЕНЕРАТОРА И ВОЛЬТМЕТРА (измерение «по точкам»).
Используют перестраиваемый генератор гармонических колебаний с известным импедансом Zг (методом известного генератора). В качестве вольтметра может быть использован любой вольтметр переменного тока.
Генератор последовательно настраивают на требуемые частоты и для этих частот измеряют амплитуду выходного сигнала Uвых. Амплитуда напряжения генератора Uг при этом поддерживают постоянной. Затем строят зависимость отношений выходного к входному напряжений от частоты, то есть АЧХ, которую можно интерполировать. Для снижения влияния параметров генератора на точность измерения АЧХ используют другую схему включения генератора. В ней предусмотрен второй вольтметр и добавочное сопротивление Z0, равное нужному сопротивлению источника сигнала:
АЧХ определяют как отношение показаний вольтметров U2/U1 в каждой частотной точке (метод Z)
162. Перечислите требования к генератору, который используется при измерении АЧХ в дискретных точках.
Параметры генератора: диапазон частот, выходное напряжение, должны быть подобраны в соответствии с ожидаемыми характеристиками исследуемого объекта. Желательно, чтобы точность установки частоты генератора также была достаточной. Внутренний импеданс генератора должен быть заранее известен.
163. Перечислите требования к вольтметру (или вольтметрам), которые используются при измерении АЧХ в дискретных точках.
Вольтметр (переменного тока) следует выбирать с большим входным сопротивлением и минимальной входной емкостью. Точность должна соответствовать.
164. Укажите ПОГРЕШНОСТИ метода измерения АЧХ с помощью генератора и вольтметра.
Основными источниками погрешностей являются:
165. Как реализуют ПАНОРАМНЫЙ МЕТОД измерения АЧХ радиоэлектронных устройств? Чем этот метод отличается от метода измерения «по точкам»?
Суть метода – применение в качестве источника входного сигнала генератора, управляемого по частоте напряжением.
Частота генератора при этом линейно меняется в пределах установленного диапазона измерения АЧХ, а затем сбрасывается в исходную точку. Выходной сигнал детектируется и подается на осциллографический индикатор. Вертикальная ось на экране соответствует уровню АЧХ (т.к. амплитуда генератора постоянна). Напряжение развертки на экране — то же пилообразное напряжение, которым управляется ГКЧ. Это создает на экране горизонтальную ось частот. Отличается от метода по точкам тем, что тут мы подаем все значения частот из диапазона, а не отдельные точки (нет погрешности интерполяции).
166. Какие требования предъявляют к генератору качающейся частоты (ГКЧ), применяемому в панорамном методе измерения АЧХ? Какой вид сигнала на выходе ГКЧ?
167. Укажите условия неискаженного воспроизведения формы АЧХ на экране измерителя панорамного типа.
Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету Метрология, стандартизация и сертификация (МСиС)Ответы на билетыОтветы на билеты
2022-01-172022-01-17СтудИзба
Ответы: Ответы на билеты
Описание
Описание файла отсутствует
Характеристики ответов (шпаргалок)
Список файлов
- ответы на билеты.pdf 8,32 Mb
Ваше удовлетворение является нашим приоритетом, если вы удовлетворены нами, пожалуйста, оставьте нам 5 ЗВЕЗД и позитивных комментариев. Спасибо большое!
Комментарии
Сопутствующие материалы
Свежие статьи
Популярно сейчас
Тест с ответами по основам метрологии
1. Укажите цель метрологии:
1) обеспечение единства измерений с необходимой и требуемой, точностью;+
2) разработка и совершенствование средств и методов измерений повышения их точности
3) разработка новой и совершенствование, действующей правовой и нормативной базы;
4) совершенствование эталонов единиц измерения для повышения их точности;
5) усовершенствование способов передачи единиц измерений от эталона к измеряемому
объекту.
2. Укажите задачи метрологии:
1) обеспечение единства измерений с необходимой и требуемой точностью;
2) разработка и совершенствование средств и методов измерений; повышение их
точности;+
3) разработка новой и совершенствование действующей правовой и нормативной базы;+
4) совершенствование эталонов единиц измерения для повышения их точности;+
5) усовершенствование способов передачи единиц измерений от эталона к измеряемому
объекту;+
6) установление и воспроизведение в виде эталонов единиц измерений.+
3. Охарактеризуйте принцип метрологии «единство измерений»:
1) разработка и/или применение метрологических средств, методов, методик и приемов
основывается на научном эксперименте и анализе;
2)состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к
применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности
измерений не выходят за установленные границы;+
3) состояние средства измерений, когда они проградуированы в узаконенных единицах и
их метрологические характеристики соответствуют установленным нормам.
4. Какие из перечисленных способов обеспечивают единство измерения:
1) применение узаконенных единиц измерения;+
2) определение систематических и случайных погрешностей, учет их в результатах
измерений;
3) применение средств измерения, метрологические характеристики которых
соответствуют установленным нормам;+
4) проведение измерений компетентными специалистами.
5. Какой раздел посвящен изучению теоретических основ метрологии:
1) законодательная метрология;
2) практическая метрология;
3) прикладная метрология;
4) теоретическая метрология;+
5) экспериментальная метрология.
6. Какой раздел рассматривает правила, требования и нормы, обеспечивающие
регулирование и контроль за единством измерений:
1) законодательная метрология;+
2) практическая метрология;
3) прикладная метрология;
4) теоретическая метрология;
5) экспериментальная метрология.
7. Укажите объекты метрологии:
1) Ростехрегулирование;
2) метрологические службы;
3) метрологические службы юридических лиц;
4) нефизические величины;+
5) продукция;
6) физические величины.+
8. Как называется качественная характеристика физической величины:
1) величина:
2) единица физической величины;
3) значение физической величины;
4) размер;
5) размерность+
9. Как называется количественная характеристика физической величины:
1) величина;
2) единица физической величины;
3) значение физической величины;
4) размер;+
5) размерность.
10. Как называется значение физической величины, которое идеальным образом отражало
бы в качественном и количественном отношениях соответствующую физическую
величину:
1) действительное;
2) искомое;
3) истинное;+
4) номинальное;
5) фактическое.
11. Как называется значение физической величины, найденное экспериментальным путем
и настолько близкое к истинному, что для поставленной задачи может его заменить:
1) действительное;+
2) искомое;
3) истинное;
4) номинальное;
5) фактическое.
12. Как называется фиксированное значение величины, которое принято за единицу
данной величины и применяется для количественного выражения однородных с ней
величин:
1) величина;
2) единица величины;+
3) значение физической величины;
4) показатель:
5) размер.
13. Как называется единица физической величины, условно принятая в качестве
независимой от других физических величин:
1) внесистемная,
2) дольная;
3) системная;
4) кратная;
5) основная.+
14. Как называется единица физической величины, определяемая через основную единицу
физической величины:
1) основная;
2) производная;+
3) системная;
4) кратная;
5) дольная.
15. Как называется единица физической величины в целое число раз больше системной
единицы физической величины:
1) внесистемная;
2) дольная;
3) кратная;+
4) основная;
5) производная.
16. Как называется единица физической величины в целое число раз меньше системной
единицы физической величины:
1) внесистемная;
2) дольная;+
3) кратная;
4) основная;
5) производная.
17. Назовите субъекты государственной метрологической службы.
1) РОСТЕХРЕГУЛИРОВАНИЕ+
2) Государственный научный метрологический центр;+
3) метрологическая служба отраслей;
4) метрологическая служба предприятий;
5) Российская калибровочная служба;
6) центры стандартизации, метрологии и сертификации.+
18. Дайте определение понятия «методика измерений»:
1) исследование и подтверждение соответствия методик (методов) измерений
установленным метрологическим требованиям к измерениям;
2) совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает
получение результатов измерений с установленными показателями точности;+
3) совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений
метрологических характеристик средств измерений;
4) совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения
величины;
5) совокупность средств измерений, предназначенных для измерений одних и тех же
величин, выраженных в одних и тех же единицах величин, основанных на одном и том же
принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той
же технической документации.
19. Как называется анализ и оценка правильности установления и соблюдения
метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе:
1) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение
работ и/или оказание услуг области обеспечения единства измерений;
2) аттестация методик (методов) измерений;
3) государственный метрологический надзор;
4) метрологическая экспертиза;+
5) поверка средств измерений;
6) утверждение типа стандартных образцов или типа средств
измерений.
20. Как называется совокупность операций, выполняемых пня определения
количественного значения величины:
1) величина;
2) значение величин;
3) измерение;+
4) калибровка;
5) поверка.
21. Укажите виды измерений по способу получения информации:
1) динамические;
2) косвенные;+
3) многократные;
4) однократные;
5) прямые;+
6) совместные;+
7) совокупные.+
22. Укажите виды измерений по количеству измерительной информации:
1) динамические;
2) косвенные;
3) многократные;+
4) однократные;+
5) прямые;
6) статические.
23. Укажите виды измерения по характеру изменения получаемой информации в процессе
измерения:
1) динамические;+
2) косвенные;
3) многократные;
4)однократные
5)прямые;
6)статические.+
24. Укажите виды измерений по отношению к основным единицам
1) абсолютные+
2) динамические
3) косвенные
4) относительные+
5) прямые
6) статические
25. При каких видах измерений искомое значение величины получают непосредственно от
средства измерений:
1) при динамических;
2)при косвенных;
3)при многократных;
4)при однократных;
5)при прямых;+
6)при статических.
26. Укажите виды измерений, при которых определяются фактические значения
нескольких одноименных величин, а значение искомой величины находят решением
системы уравнений:
1)дифференциальные;
2)прямые;
3)совместные;
4)совокупные;+
5)сравнительные.
27. Укажите виды измерений, при которых определяются фактические значения
нескольких неоднородных величин для нахождения функциональной зависимости между
ними:
1)преобразовательные;
2)прямые;
3)совместные;+
4)совокупные;
5)сравнительные
28. Укажите виды измерений, при которых число измерений равняется числу измеряемых
величин:
1)абсолютные;
2)косвенные;
3)многократные;
4)однократные;+
5)относительные
6) прямые.
29. Какие средства измерений предназначены для воспроизведения и/или хранения
физической величины:
1)вещественные меры;+
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;
4)измерительные системы;
5)измерительные установки;
6)измерительные преобразователи;
7)стандартные образцы материалов и веществ;
8)эталоны.
30. Какие средства измерений представляют собой совокупность измерительных
преобразователей и отсчетного устройства:
1)вещественные меры;
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;+
4)измерительные системы;
5)измерительные установки.
31. Какие средства измерений состоят из функционально объединенных средств
измерений и вспомогательных устройств, территориально разобщенных и соединенных
каналами связи:
1)вещественные меры;
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;
4)измерительные системы;+
5)измерительные установки;
6)измерительные преобразователи
32. Какие средства измерений состоят из функционально объединенных средств
измерений и вспомогательных устройств, собранных в одном месте:
1) измерительные приборы;
2)измерительные системы;
3)измерительные установки;+
4)измерительные преобразователи;
5)эталоны.
33. Обнаружение — это:
1)свойство измеряемого объекта, общее в количественном отношении для всех
одноименных объектов, но индивидуальное в количественном;
2)сравнение неизвестной величины с известной и выражение первой через вторую в
кратном или дольном отношении;
3)установление качественных характеристик искомой физической величины;+
4)установление количественных характеристик искомой физической величины.
34. Какие технические средства предназначены для обнаружения физических свойств:
1)вещественные меры;
2)измерительные приборы;
3)измерительные системы;
4)индикаторы;+
5)средства измерения.
35. Укажите нормированные метрологические характеристики средств измерений:
1)диапазон показаний;+
2)точность измерений;+
3)единство измерений;
4)порог измерений;
5)воспроизводимость;
6)погрешность.+
36. Как называется область значения шкалы, ограниченная начальным и конечным
значением:
1) диапазон измерения;
2) диапазон показаний;+
3) погрешность;
4) порог чувствительности;
5) цена деления шкалы.
37. Как называется отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к
вызывающему его изменению измеряемой величины:
1) диапазон измерения;
2) диапазон показаний;
3) порог чувствительности;
4) цена деления шкалы;
5) чувствительность.+
38. Как называются технические средства, предназначенные для воспроизведения,
хранения и передачи единицы величины:
1) вещественные меры;
2) индикаторы;
3) измерительные преобразователи;
4) стандартные образцы материалов и веществ;
5) эталоны.+
39. Укажите средства поверки технических устройств:
1) измерительные системы;
2) измерительные установки;
3) измерительные преобразователи;
4) калибры;
5) эталоны.+
40. Какие требования предъявляются к эталонам:
1) размерность;
2) погрешность;
3) неизменность;+
4) точность;
5) воспроизводимость;+
6)сличаемость.+
41. Какие эталоны передают свои размеры вторичным эталонам:
1) международные эталоны;
2) вторичные эталоны;
3) государственные первичные эталоны,+
4) калибры;
5) рабочие эталоны;
42. В чем состоит принципиальное отличие поверки от калибровки:
1) обязательный характер;+
2) добровольный характер;
3) заявительный характер;
4) правильного ответа нет.
43. Какие эталоны передают информацию о размерах рабочим средствам измерения:
1) государственные первичные эталоны;
2) государственные вторичные эталоны;
3) калибры;
4) международные эталоны;
5) рабочие средства измерения;+
6) рабочие эталоны.
44. Как называется совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения
соответствия средств измерений метрологическим требованиям:
1) поверка;+
2) калибровка;
3) аккредитация;
4) сертификация;
5) лицензирование;
6) контроль;
7) надзор.
45. Калибровка — это:
1) совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств
измерений метрологическим требованиям;
2) совокупность основополагающих нормативных документов, предназначенных для
обеспечения единства измерений с требуемой точностью;
3) Совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений
метрологических характеристик средств измерений.+
46. Каковы альтернативные результаты поверки средств измерений:
1) знак поверки;
2) свидетельство о поверке;
3) подтверждение пригодности к применению;+
4) извещение о непригодности;
5) признание непригодности к применению.+
47. Укажите способы подтверждения пригодности средства измерения к применению:
1) нанесение знака поверки;+
2) нанесение знака утверждения типа;
3) выдача извещения о непригодности;
4) выдача свидетельства о поверке;+
5) выдача свидетельства об утверждении типа.
ТЕСТ. МЕТРОЛОГИЯ
1. Дайте определение метрологии:
А. наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой
точности
Б. комплект документации описывающий правило применения измерительных средств
В. система организационно правовых мероприятий и учреждений созданная для
обеспечения единства измерений в стране
Г. А+В
Д. все перечисленное верно
Ответ В
2. Что такое измерение?
А. определение искомого параметра с помощью органов чувств, номограмм или любым
другим путем
Б. совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего
единицу величины, позволяющего сопоставить измеряемую величину с ее единицей и
получить значение величины
В. применение технических средств в процессе проведения лабораторных исследований
Г. процесс сравнения двух величин, процесс, явлений и т. д.
Д. все перечисленное верно
Ответ Б
3. Единство измерений:
А. состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а
погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы
Б. применение одинаковых единиц измерения в рамках ЛПУ или региона
В. применение однотипных средств измерения (лабораторных приборов) для определения
одноименных физиологических показателей
Г. получение одинаковых результатов при анализе пробы на одинаковых средствах
измерения
Д. все перечисленное верно
Ответ В
4. Погрешностью результата измерений называется:
А. отклонение результатов последовательных измерений одной и той же пробы
Б. разность показаний двух разных приборов полученные на одной той же пробе
В. отклонение результатов измерений от истинного (действительного) значения
Г. разность показаний двух однотипных приборов полученные на одной той же пробе
Д. отклонение результатов измерений одной и той же пробы с помощью различных
методик
Ответ В
5. Правильность результатов измерений:
А. результат сравнения измеряемой величины с близкой к ней величиной,
воспроизводимой мерой
Б. характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических
погрешностей результата
В. определяется близость среднего значения результатов повторных измерений к
истинному (действительному) значению измеряемой величины
Г. «Б»+»В»
Д. все перечисленное верно
Ответ Г
6. К мерам относятся:
А. эталоны физических величин
Б. стандартные образцы веществ и материалов
В. все перечисленное верно
Ответ А
7. Стандартный образец— это:
А. специально оформленный образец вещества или материала с метрологически
аттестованными значениями некоторых свойств
Б. контрольный материал полученный из органа проводящего внешний контроль качества
измерений
В. проба биоматериала с точно определенными параметрами
Г. все перечисленное верно
Ответ А
8. Косвенные измерения — это такие измерения, при которых:
А. применяется метод наиболее быстрого определения измеряемой величины
Б. искомое значение величины определяют на основании результатов прямых измерений
других физических величин, связанных с искомой известной функциональной
зависимостью
В. искомое значение физической величины определяют путем сравнения с мерой этой
величины
Г. искомое значение величины определяют по результатам измерений нескольких
физических величин
Д. все перечисленное верно
Ответ Б
9. Прямые измерения это такие измерения, при которых:
А. искомое значение величины определяют на основании результатов прямых измерений
других физических величин, связанных с искомой известной функциональной
зависимостью
Б. применяется метод наиболее точного определения измеряемой величины
В. искомое значение физической величины определяют непосредственно путем сравнения
с мерой этой величины
Г. градуировочная кривая прибора имеет вид прямой
Д. «Б»+»Г»
Ответ В
10. Статические измерения – это измерения:
А. проводимые в условиях стационара
Б. проводимые при постоянстве измеряемой величины
В. искомое значение физической величины определяют непосредственно путем сравнения
с мерой этой величины
Г. «А»+»Б»
Д. все верно
Ответ Б
11. Динамические измерения – это измерения:
А. проводимые в условиях передвижных лабораторий
Б. значение измеряемой величины определяется непосредственно по массе гирь
последовательно устанавливаемых на весы
В. изменяющейся во времени физической величины, которые представляется
совокупностью ее значений с указанием моментов времени, которым соответствуют эти
значения
Г. связанные с определением сил действующих на пробу или внутри пробы
Ответ В
12. Абсолютная погрешность измерения – это:
А. абсолютное значение разности между двумя последовательными результатами
измерения
Б. составляющая погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого
метода измерений
В. являющаяся следствием влияния отклонения в сторону какого – либо из параметров,
характеризующих условия измерения
Г. разность между измеренным и действительным значением измеряемой величины
Д. все перечисленное верно
Ответ Г
13. Относительная погрешность измерения:
А. погрешность, являющаяся следствием влияния отклонения в сторону какого – либо из
параметров, характеризующих условия измерения
Б. составляющая погрешности измерений не зависящая от значения измеряемой величины
В. абсолютная погрешность деленная на действительное значение
Г. составляющая погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого
метода измерений
Д. погрешность результата косвенных измерений, обусловленная воздействием всех
частных погрешностей величин—аргументов
Ответ В
14. Систематическая погрешность:
А. не зависит от значения измеряемой величины
Б. зависит от значения измеряемой величины
В. составляющая погрешности повторяющаяся в серии измерений
Г. разность между измеренным и действительным значением измеряемой величины
Д. справедливы «А», «Б» и «В»
Ответ В
15. Случайная погрешность:
А. составляющая погрешности случайным образом изменяющаяся при повторных
измерениях
Б. погрешность, превосходящая все предыдущие погрешности измерений
В. разность между измеренным и действительным значением измеряемой величины
Г. абсолютная погрешность, деленная на действительное значение
Д. справедливы «А», «Б» и «В»
Ответ А
16. Государственный метрологический надзор осуществляется:
А. на частных предприятиях, организациях и учреждениях
Б. на предприятиях, организациях и учреждениях федерального подчинения
В. на государственных предприятиях, организациях и учреждениях муниципального
подчинения
Г. на государственных предприятиях, организациях и учреждениях имеющих численность
работающих свыше ста человек
Д. на предприятиях, в организациях и учреждениях вне зависимости от вида
собственности и ведомственной принадлежности
Ответ Д
17. Поверка средств измерений:
А. определение характеристик средств измерений любой организацией имеющей более
точные измерительные устройства чем поверяемое
Б. калибровка аналитических приборов по точным контрольным материалам
В. совокупность операций, выполняемых органами государственной службы с целью
определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным
техническим требованиям
Г. совокупность операций, выполняемых, организациями с целью определения и
подтверждения соответствия средства измерений современному уровню
Д. все перечисленное верно
Ответ В
18. К сферам распространения государственного метрологического контроля и надзора
относится:
А. здравоохранение
Б. ветеринария
В. охрана окружающей среды
Г. обеспечение безопасности труда
Д. все перечисленное
Ответ А
19. Проверки соблюдения метрологических правил и норм проводится с целью:
А. определение состояния и правильности применения средств измерений
Б. контроль соблюдения метрологических правил и норм
В. определение наличия и правильности применения аттестованных методик выполнения
измерений
Г. контроль правильности использования результатов измерения
Д. все, кроме «Г»
Ответ Д
20. Поверка по сравнению с внешним контролем качества обеспечивает:
А. более точный контроль инструментальной погрешности средств измерения
Б. больший охват контролем различных этапов медицинского исследования
В. более точное определение чувствительности и специфичности метода исследования
реализованного на данном приборе
Г. обязательное определение систематической составляющей инструментальной
погрешности
Д. «А»+»Г»
Ответ Д