Экзаменационные билеты (по метрологии WinWord)

Экзаменационные билеты (по метрологии WinWord)

1) Что называется измерениями? Измерения – это нахождение значения

физической величины опытным путем с помощью специальных технических

средств. В радиотехнике объектами измерения являются параметры и

характеристики радиотехнических цепей и сигналов в широком диапазоне

частот вплоть до оптического.

2) Метрология как наука об измерениях. Метрология – это наука об измерениях

и методах обеспечения их единства. Метрология изучает широкий круг

вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами

практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ.

величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения

точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия

средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы

передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения.

Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств

измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.

3) Методы измерений. Метод измерений – это совокупность приемов

использования принципов и средств измерений. Все без исключения методы

измерения являются разновидностями одного единственного метода – метода

сравнения с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с

величиной, воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной).

Различают следующие разновидности этого метода:

метод непосредственной оценки, (значение измеряемой величины определяют

непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, на которую

непосредственно действует сигнал измерительной информации, например,

измерение электрического напряжения вольтметром);

метод противопоставления (измеряемая величина и величина, воспроизводимая

мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения – компаратор,

например – равноплечие весы).

дифференциальный метод (сравнение меры длины с образцовой на компараторе)

нулевой метод (результирующий эффект воздействия величин на прибор

сравнения равен нулю)

метод замещения – измеряемую величину заменяют известной величиной,

воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой

массы и гирь на одну чашу весов)

метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной,

воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал или

периодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с

нониусом)

4) Методы измерений в зависимости от способа получения результата

4.1 Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины

находят непосредственно из опытных данных.

4.2 Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение

величины находят по известной зависимости межу этой величиной и

величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение плотности по

массе и размерам)

4.3 Совокупные измерения – производимые одновременно измерения нескольких

одноименных величин, при которых искомые значения величин находят из

системы уравнений, получаемых при прямых измерениях (нахождение массы

гири в наборе по известной массе одной из них и по результатам сравнения

масс различных сочетаний гирь)

4.4 Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или

более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.

5) Методы сравнения – противопоставления, дифференциальный, нулевой

замещения, совпадений (см. п.3)

6) Единица физической величины – физическая величина (ФВ) фиксированного

размера, которой условно присвоено значение, равное единице, и

применяемая для количественного выражения однородных физических величин.

Различают основные, производные, кратные, дольные, когерентные,

системные, внесистемные единицы.

Производная единица – единица производной ФВ системы единиц, образованная

в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же

с основными и уже определенными производными. Производная единица

называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен

единице.

7) Международная система СИ – когерентная система единиц ФВ. Включает в

себя следующие величины:

1. длина (метр)

2. масса (килограмм)

3. время (секунда)

4. сила тока (ампер)

5. температура (кельвин)

6. сила света (кандела)

7. количество вещества (моль)

8) Основные единицы электрорадиоизмерений –

|Частота |герц |Гц |Hz |С-1 |

|Энергия (работа) |джоуль |Дж |J |Н . м |

|Мощность |ватт |Вт |W |Дж/с |

|Электрический заряд |кулон |Кл |C |с . А |

|Напряжение |вольт |В |V |Вт/А |

|Емкость |фарад |Ф |F |Кл/В |

|Сопротивление |ом |Ом |( |В/А |

|Проводимость |сименс |См |S |А/В |

|Индуктивность |генри |Г |H |Вб/А |

9) Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного

значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное

значение невозможно.

А) По числовой форме представления

А.1) Абсолютная погрешность

(А=Ад-Аизм (действит. минус измерянное)

А.2) Относительные погрешности

А.2.1) Относительная действительная [pic]

А.2.2) Относительная измерянная [pic]

А.2.3) Относительная приведенная [pic]

Amax – максимальное значение шкалы прибора

B) По характеру проявления

В.1) Систематические (могут быть исключены из результатов)

В.2) Случайные

В.3) Грубые или промахи (как правило, не включаются в результаты изм)

10) Классификация погрешностей в зависимости от способа

возникновения (См. п 9-В)

11) Абсолютная и относительная погрешности (см. пп А1 и А2)

12) Приведенная погрешность (см. п А.2.3)

13) Классификация погрешностей в зависимости от эксплуатации приборов

13.1 Основная – это погрешность средства измерения при нормальных

условиях

13.2 Дополнительная погрешность – это составляющая погрешности средства

измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из

влияющих величин или неинформативных параметров от нормативного

значения или выхода за пределы нормальной области значений.

Дополнительных погрешностей столько, сколько функций влияния или

неинформативных параметров.

14) Средства измерений (СИ) – технические средства, предназначенные для

измерений. Хранят единицу или шкалу ФВ, имеют нормированные

метрологические характеристики, которые принимаются неизменными (в

пределах установленной погрешности) в течение известного интервала

времени. В общем случае, СИ включает в себя меру, измерительный

преобразователь и устройства сравнения или индикации.

15) Измерительные преобразователи (Пр) как средства измерений. Пр –

техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в

другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для

обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные

метрологические характеристики. Различают: первичные Пр – первые в

измерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина;

промежуточные; передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр

называют также датчиком.

16) Измерительные установки и измерительные информационные системы.

Измерительный прибор (ИП) – наиболее распространенное СИ,

предназначенное для выработки измерительной информации в форме,

доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своем

составе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие,

регистрирующие самопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие,

сравнения. СИ могут быть функционально объединены в измерительные

установки. Если в них включены образцовые СИ, их называют поверочными

установками. Если СИ соединяются между собой каналами связи и

предназначаются для выработки измерительной информации в форме,

доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупность

называют измерительной системой.

17) Дольные и кратные приставки

17.1 Дольные приставки

|10-1 |Деци |д |d |

|10-2 |Санти |с |C |

|10-3 |Милли |м |m |

|10-6 |Микро |мк |( |

|10-9 |Нано |н |n |

|10-12 |Пико |п |p |

|10-15 |Фемто |ф |f |

|10-18 |Атто |а |a |

17.2 Кратные приставки

|1018 |Экса |Э |E |

|1015 |Пета |П |P |

|1012 |Терра |Т |T |

|109 |Гига |Г |G |

|106 |Мега |М |M |

|103 |Кило |к |k |

|102 |Гекто |г |h |

|101 |Дека |да |da |

18) Отсчетное устройство (шкала и стрелка). Отсчетное устройство – часть

конструкции средства измерения, предназначенная для отсчета показаний.

Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа и т.п.

Шкала – часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок и

чисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины.

Отметки могут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут

быть в виде каплевидных, ножевидных и световых стрелок.

19) Виды шкал. Шкалы могут быть односторонние и двухсторонние, в

зависимости от положения нуля. Если «0» находится в центре шкалы, то

такая двусторонняя шкала называется симметричной. Шкалы характеризуются

числом делений, длиной деления, ценой деления, диапазоном показаний,

диапазоном измерений и пределами измерений. Деление – это промежуток

между двумя соседними отметками шкалы. Длина деления – это расстояние,

измеренное между осевыми двух соседних отметок по воображаемой линии,

проведенной через середины самых коротких отметок шкалы. Диапазон

показаний – это область значений шкалы, ограниченная начальным и

конечным значениями. Диапазон измерений – это область значений величин,

для которой нормирована предельная допустимая погрешность. Предел

измерения – это наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.

На каждом диапазоне прибор имеет два предела: ХВ – верхний предел, ХН –

нижний предел.

20) Цена деления – это разность значений величин, соответствующих двум

соседним отметкам шкалы. Для шкал с одним диапазоном измерения цена

деления определяется по формуле [pic], где С – цена деления, n –

количество делений на участке между двумя соседними числовыми отметками

Х1 и Х2; Х1 и Х2 – значения физической величины, соответствующие двум

соседним числовым отметкам. Цена деления для приборов, имеющих

несколько диапазонов измерения, вычисляется по формуле [pic], где ХВ –

верхний предел измерения, N – количество делений или номер последнего

деления шкалы.

21) Чувствительность прибора (или чувствительность средства измерения) –

это реакция на подведение к нему измеряемой величины. Чувствительность

может вычисляться как абсолютная [pic] так и относительная [pic],

характеризующая чувствительность в данной отметке; так и по формуле

[pic], которая характеризует чувствительность по отношению к данному

значению величины. Абсолютная чувствительность обратно пропорциональна

цене деления Sa=1/C.

22) Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика

средства измерения, определяемая пределами основной и допускаемых

дополнительных погрешностей и другими свойствами, влияющими на точность

средства измерения, значения которых указаны в стандартах и технических

условиях на данный вид средств измерений.

Правила обозначения класса точности: обозначение класса точности

зависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной)

А) Если предел основной погрешности выражается в виде абсолютной

погрешности, то класс обозначается в виде больших букв латинского

алфавита или римских чисел, например: C, M, I. Классам точности,

обозначаемым буквам, находящимся ближе к началу алфавита, или меньшими

значащими цифрами, соответствуют меньшие пределы допускаемых

погрешностей.

В) Для средств измерений, пределы основной допускаемой погрешности

которых принято выражать в форме приведенной погрешности, классы

точности следует писать в виде чисел из предпочтительного ряда чисел:

1[pic]10n; 1,5[pic]10n; 2[pic]10n; 2,5[pic]10n; 4[pic]10n; 5[pic]10n;

6[pic]10n, где n=1; 0; -1; -2; -3 и т.д.

С) Если предел допускаемой погрешности выражается в виде относительной

погрешности, то класс выбирается из приведенного ряда чисел, и

обводится окружностью. Например [pic], класс точности 2,5

D) Если предел допускаемой основной погрешности выражается в виде

двухчленной формулы относительной погрешности, то класс обозначается в

виде дроби c/d причем числа “c” и “d” выбираются из приведенного

предпочтительного ряда.

Например: [pic]класс точности — 0,02/0,01

23) Обработка прямых равноточных многократных измерений одной и той же

величины

Принцип подсчета – заменяем математическое ожидание средним

арифметическим. а) Делаем несколько измерений одной и той же величины,

высчитываем среднее арифметическое Сср. б) Далее подсчитываем [pic] для

каждого значения Сі . в) Возводим каждое из значений [pic]в квадрат. г)

Вычисляем среднеквадратическую погрешность среднего арифметического по

формуле [pic], где n – количество измерений. д) используя из условия

данные доверенной вероятности (р) определяем по таблице коэффициент

Стьюдента, а затем значение доверенного интервала в единицах измеряемой

величины. При р=0,95 [pic] tpn=2,18; доверенный интервал – [pic] =

2,18[pic]0,19 [pic] е)Окончательный результат записываем в виде формулы

[pic][единица изм. величины]

24) Классификация средств измерений. Средства измерений классифицируются по

весьма разнообразным признакам, которые в большинстве случаев взаимно

независимы, и в каждом СИ могут находиться почти в любых сочетаниях.

Основные критерии:

- Принцип действия

- Способ образования показаний

- Способ получения числового значения измеряемой величины

- Точность

- Условия применения

- Степень защиты от внешних магнитных и электрических полей

- Устойчивость против механических воздействий и перегрузок

- Стабильность

- Чувствительность

- Пределы и диапазоны измерений

По некоторым признакам классификация различных СИ одинакова, по другим

она различна. Некоторые признаки применимы к одним видам СИ и

неприменимы к другим. Наибольшее число признаков охватывает

классификация электроизмерительных приборов.

25) Классификация СИ в зависимости от устойчивости к механическим

воздействиям. По степени защиты от внешних воздействий различают СИ

обыкновенные, пылезащищенные, брызго- водо- газозащищенные,

герметические и взрывобезопасные. К обыкновенным по устойчивости к

механическим воздействиям приборам и их вспомогательным частям

относятся такие приборы и части, которые в упаковке для перевозки

выдерживают без повреждения транспортную тряску на протяжении двух

часов. Следующая категория – приборы обыкновенные с повышенной

механической прочностью. Еще более требования предъявляются к приборам,

тряскопрочным, вибропрочным и ударопрочным. Важна также устойчивость к

перегрузкам. Электроизмерительные приборы могут выдерживать только

кратковременную перегрузку. Их испытывают ударами током (девятью) в 10

раз превышающим номинальный, продолжительностью в 0,5 с и интервалом в

одну минуту, с последующим одним ударом таким же током,

продолжительностью в 5 сек.

26) Поверка средств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых

для определения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают

государственные (внеплановые), обязательные (при производстве прибора)

и периодические. При поверке сравниваются меры или показатели

измерительных приборов с более точной образцовой мерой или с

показаниями образцового прибора. Класс точности образцового прибора

должен быть на 3 единицы выше поверяемого.

27) Операции поверки средств измерений. В операцию поверки входит

предварительный внешний осмотр и проверка комплектности прибора.

Поверка производится по поверочной схеме, составленной соответствующей

метрологической организацией. Сроки и методы поверки регламентируются

нормативной документацией. Результаты поверки оформляются в виде

протокола и по окончании поверки делается вывод про пригодность данного

прибора к эксплуатации.

28) Методы поверки средств измерений. Поверка – совокупность действий,

выполняемых для определения или оценки погрешностей СИ.

Основные методы поверки:

- Путем непосредственного сличения

- С помощью приборов сравнения

- Поверка СИ по образцовым мерам

- Поэлементная поверка СИ

- Поверка измерительных приборов сравнения

- Поверка измерительных преобразователей