Метрология, стандартизация и сертификация

Министерство культуры Российской Федерации
Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения»
Н.И. Веселова, С. В. Перелыгин
Метрология и радиоизмерения
Методические указания
по выполнению курсовой работы
для студентов направления подготовки 11.03.01 «Радиотехника»
Санкт-Петербург
СПбГИКиТ
2018

Стоимость выполнения курсовой работы по метрологии и радиоизмерениям уточняйте при заказе.

Контрольные вопросы

1. Основные понятия и определения метрологии: физическая величина, единица измерения, система единиц.
2. Виды и методы измерений.
3. Разновидности и состав средств измерений.
4. Параметры и характеристики измерительных преобразователей.
5. Классификация погрешностей измерений.
6. Классы точности средств измерений.
7. Определение погрешностей. Определение систематических ошибок образцовых приборов.
8. Измерительные генераторы синусоидальных колебаний.
9. Измерительные генераторы прямоугольных импульсов.
10. Измерительные генераторы треугольного и пилообразного напряжений.
11. Устройство электронного осциллографа, его режимы работы.
12. Двухлучевые и двухканальные электронные осциллографы.
13. Стробоскопический метод осциллографирования СВЧ сигналов.
14. Анализаторы спектра последовательного и параллельного действия.
15. Измерители нелинейных искажений.
16. Магнитоэлектрический измерительный прибор с подвижной рамкой. Принцип действия. Достоинства и недостатки.
17. Гальванометры. Определение, назначение, устройство и разновидности.
18. Магнитоэлектрические логометры.
19. Электромагнитные измерительные приборы. Принцип действия. Достоинства и недостатки.
20. Электродинамические измерительные приборы. Принцип действия. Достоинства и недостатки.
21. Индукционные приборы. Принцип действия. Достоинства и недостатки.
22. Измерительные электрические мосты на постоянном токе. Принцип действия, разновидности и назначение.
23. Измерительные электрические мосты на переменном токе. Принцип действия и назначение.
24. Автоматические электрические мосты.
25. Потенциометры постоянного тока. Принцип действия и назначение.
26. Потенциометры переменного тока. Принцип действия и назначение.
27. Автоматические потенциометры переменного тока.
28. Измерение тока, сопротивлений и больших напряжений потенциометрами постоянного тока.
29. Функциональная схема цифрового измерительного прибора. Квантование по времени и уровню.
30. Цифровой измерительный прибор с датчиком считывания и с накопительным датчиком.
31. Цифровые измерительные приборы с электронными АЦП. АЦП с время-импульсным преобразованием.
32. АЦП с частотно-импульсным преобразованием.
33. Цифро-аналоговый преобразователь на операционном усилителе.
34. АЦП с применением цифро-аналогового преобразователя.
35. Функциональная схема цифрового отсчетного устройства.
36. Измерение частоты вибрационными, или резонансными, приборами.
37. Электромагнитный частотомер.
38. Косвенные методы измерения частоты.
39. Цифровой частотомер для измерения больших частот.
40. Цифровой частотомер для измерения малых частот.
41. Измерение угла сдвига фаз электромеханическими приборами.
42. Электронный фазометр.
43. Цифровой фазометр для измерения фазы между сигналами низкой частоты.
44. Цифровой фазометр для измерения фазы между сигналами высокой частоты.
45. Непосредственное измерение коэффициента мощности.
46. Косвенное измерение коэффициента мощности. Средневзвешенный коэффициент мощности.
47. Измерение постоянных и переменных тока и напряжения.
48. Расширение пределов измерения магнитоэлектрических приборов при измерении тока и напряжения.
49. Расширение пределов измерения электромеханических приборов при измерении переменных тока и напряжения.
50. Измерение переменного тока и напряжения магнитоэлектрическими приборами.
51. Измерение мощности в цепях постоянного тока.
52. Измерение активной мощности в однофазной цепи переменного тока.
53. Измерение активной мощности в трехфазной трехпроводной и трехфазной четырехпроводной сети.
54. Измерение реактивной мощности в однофазной и трехфазной сетях.
55. Измерение электрической энергии.
56. Косвенные методы измерения сопротивлений.
57. Измерение емкостей электрическими мостами.
58. Измерение индуктивностей электрическими мостами.
59. Косвенные методы измерения емкости и индуктивности.
60. Измерение взаимной индуктивности.

Стоимость выполнения контрольных вопросов по метрологии и радиоизмерениям уточняйте при заказе.

Контрольные задачи

1. По схеме на рисунке 1,а найти истинный I_и и измеренный токи I_х и методическую ошибку δ_I, если Е = 24 В, R_i = 0,4 Ома, R_Н = 200 Ом и R_А = 2,3 Ома.

2. Мощность в нагрузке с R_Н±ΔR_Н=22±0,4 Ома определяется вольтметром класса точности КТ_U=0,1 и показывающим напряжение U_Н=120 В. Определить потребляемую нагрузкой мощность Р_Н и наибольшую допустимую абсолютную погрешность. Нормирующее значение U_max = 220 В.

3. По схеме на рисунке 1,б найти истинное U_И и измеренное U_х напряжения и методическую ошибку δ_U, если Е=36 В, R_i=0,6 Ома, R_Н=90 Ом и R_В=120 Ом.

4. На индукционном однофазном счетчике электрической энергии написано: 220В, 10 А, 50 Гц, 1 кВтч= 800 оборотов диска. Нагрузкой являются электрические лампы с суммарным током 7,5 А. При напряжении 220В диск сделал 45 оборотов за 120 с. Определить номинальную и действительную постоянные счетчика, абсолютную и относительную погрешности.

5. Электродинамический ваттметр имеет два нормирующих значения по току: I_Н=0,5; 1,0 А и четыре по напряжению: U_Н=40; 100; 200; 400В. Шкала разбита на 200 делений. Определите цену деления шкалы для всех возможных вариантов включения прибора.

6. Измеряется сопротивление R_х косвенным методом по схеме на рисунке 2. Показания вольтметра U = 20В, миллиамперметра I = 75 мА. Предел измерения вольтметра U_К=30В, класс точности KT_U = 1,0 и сопротивление R_V= 10 кОм. Предел измерения миллиамперметра I_К = 300 мА, класс точности КТ_I = 1,5 и сопротивление R_A = 0,2 Ом. Определить относительную методическую δ_RM, относительную δ_R и максимальную относительную δ_max погрешности измерения сопротивления резистора.

7. Миллиамперметр постоянного тока с максимальным измерением I_к1 = 600 мА, ценой деления по току С₁ = 6 мА/дел и внутренним сопротивлением R_А = 3 Ом. Рассчитать сопротивление шунта для расширения пределов измерения до I_к2 = 60 А. Найти новую цену деления.

8. Для определения электрической мощности, выделяемой в активной нагрузке, были измерены: напряжение U_н = 150В вольтметром класса точности КТ_U = 0,5 и сопротивление нагрузки R_н = 80Ом одинарным мостом с относительной погрешностью δ_R% = 0,1%. Найти мощность в нагрузке P_н, абсолютную ΔP и относительную δ_R% погрешности измерения мощности.

9. Вольтметр с пределом измерения U_к1 = 100В, внутренним сопротивлением R_V = 700 Ом и шкалой с N = 100 делений. Определить сопротивление добавочного резистора R_Д для расширения пределов измерения до U_к2 = 500В и новую цену деления.

10. Для измерения активной мощности в цепи переменного тока имеются: трансформаторы тока и напряжения с номинальными коэффициентами трансформации: К_Iн = 100, К_Uн = 120 и электродинамический ваттметр с нормирующими значениями по току I_н = 10 А, по напряжению U_н = 200В и числом делений шкалы N = 300. Определить измеренную мощность при показании шкалы N_И = 74 дел и начертить схему включения всех приборов.

11. Измерение тока производится с применением трансформатора тока с K_Iн = 200. Показание амперметра I_А = 10 А. Определить ток в цепи измерения.

12. Для измерения параметров конденсатора применяются амперметр А, вольтметр V и ваттметр Р (рисунок 3,а). Определить величину емкости С_х и активного сопротивления R_х, если приборы показывают: I = 1,2 А, U = 170B, P = 7 Вт и частота сети f = 50 Гц.

13. Измерение напряжения производится с применением трансформатора напряжения с K_Uн = 150. Показание вольтметра U_V = 70 В. Определить напряжение в измеряемой цепи.

14. Для измерения параметров катушки индуктивности применяются амперметр А, вольтметр V и ваттметр Р(рисунок 3,б). Определить величину активного сопротивления R_x и индуктивность L_x, если приборы показывают: I = 0,7 А, U = 180В, P = 20 Вт и частота сети f = 50 Гц.

15. В цепь постоянного тока включен ваттметр с пределами измерения: по току 5 А и по напряжению 200 В; шкала с числом делений N = 300. Определить цену деления.

16. Определить частоту напряжения U(f) при C₀ = 20 мкФ(рисунок 4), если амперметр показывает I = 1,3 А, а вольтметр U = 150В.

17. Для измерения реактивной мощности в однофазную цепь включены амперметр, вольтметр и ваттметр с показаниями I = 7,5 А, U = 220 B, P = 800 Bт. Найти эту мощность.

18. При измерении фазового сдвига между двумя сигналами подсчитаны числа n = 44 и N = 428. Определить фазовый угол φ_x и временной фазовый сдвиг t_φ в долях от периода Т.

19. Пренебрегая потерями в конденсаторе (R_x = 0), измерить его емкость методом вольтметра и амперметра (рисунок 5), если вольтметр показывает U = 78В, амперметр I = 0,83 А при частоте подводимого напряжения f = 50 Гц.

20. Требуется измерить ток I = 7 А. Имеются два амперметра: 1) класса точности КТ₁ = 0,5 с конечным пределом измерения I_к1 = 35 А и 2) КТ₂ = 1,5 с I_к2 = 5 А. Определить у какого прибора меньше допускаемая основная относительная погрешность; им и нужно воспользоваться для измерения тока I = 7 А.

Стоимость выполнения контрольных задач по метрологии и радиоизмерениям уточняйте при заказе.

Расчетное задание

Расчет и проектирование измерительных генераторов

При выполнении заданий требуется придерживаться следующих рекомендаций:
1. Получить для заданной частоты коэффициент α в пределах: 0,01≤α≤0,6;
2. Операционный усилитель выбирать с коэффициентом усиления k _y≥50000;
3. Частота одиночного усиления ОУ F₁ должна быть не меньше заданной: F₁≥f;
4. Напряжение питания ОУ должно быть ∣U_пит∣≥U₀;
5. Выбирать рекомендуется кремниевые диоды.
6. Обязательными элементами выполнения третьего задания являются:
– вводная теоретическая часть, содержащая основную информацию о принципах работы операционного усилителя,
– расчетная часть,
– принципиальные электрические схемы генераторов,
– спецификация с полным перечнем используемых радиоэлектронных элементов.

Стоимость выполнения расчетного задания по метрологии и радиоизмерениям уточняйте при заказе.