«Метрология и электрические измерения. Вариант №38»

Задание 1(4)

Оценка погрешностей косвенных измерений

Через проводник, обладающий некоторым конечным омическим сопростивлением R, пропускается ток I в течение отрезка времени t. Каждая из указанных величин была измерена с последующим вычислением ее абсолютной погрешности (ΔR, ΔI, Δt). Определить значение величины выделившегося на сопротивление тепла Q = R * I^2*tи абсолютной погрешности измерения.

Дано:

R = 250 Ом

ΔR = 5 Ом

I = 1,6 А

ΔI = 0,04 А

t = 260 с

Δt = 0,5 с

Задание 2(6)

Расчет погрешности результата косвенного измерения расхода воды

Рассчитать расход теплоносителя (воды), измеренный косвенным способом. Дано: температура воды t, оС, давление воды Р, скорость потока ν и диаметр трубопровода d, а также относительные и абсолютные погрешности их измерения. Относительную погрешность измерения плотности воды δ принять равной 0,1%. Найти: массовый расход теплоносителя в кг/с, записав его в виде ΔQ=Q±δ_Q; максимальное значение абсолютной погрешности измерения объемного расхода теплоносителя в м3/ч.

Дано:

t=20 оС,

Р = 2 кгс/см2

ν = 1,5 м/с

δ_ν=0,4 %

d = 100 мм = 100 *10-3 м

Δd=0,05 мм=0,05*〖10〗^(-3) м

Задание 3(1)

Расширение пределов измерения амперметров

Определить величину измеряемого тока магистрали IМ , если амперметр с внутренним сопротивлением R0 имеет шунт с сопротивлением RШ и показывает ток I0.

Дано:

RВН = 0,2 Ом

RШ = 0,02 Ом

I0 = 0,5 А

Задание 4 (7)

Измерение мощности электродинамическими приборами. Применение

трансформаторов тока и напряжения.

Входное напряжение измерительной цепи U; сопротивление нагрузки ZН; номиналь-ное значение тока I2, протекающего через токовую обмотку ваттметра; номинальное паде-ние напряжения U2 на обмотке напряжения ваттметра. Найти коэффициенты трансформа-ции KI и КU, работающих с ваттметром трансформатора тока и напряжения TA и TU соот-ветственно, рассчитать мощность нагрузки P.

Дано:

U = 600 В

ZН = 10 Ом

I2 = 0,5 А

U2 = 15 В

Задание 5(4)

Аналоговые средства динамических измерений. Электронно-лучевые осциллографы.

Рассчитать параметры синусоидального сигнала приведенного на рис.3 (амплитуду Uа, действующее значение Uд, период T, частоту f ) по данным, приведенным в условии:

1. Положению регулятора чувствительности канала «Y» (делителя/усилителя верти-кального отклонения луча),

2. Положению регулятора длительности развертки (частоты генератора развертываю-щего пилообразного напряжения).

Дано:

Чувствительность по каналу «Y»: К1 = 10 В/дел

Длительность развертки: К2 = 5 мс/дел

Рис.3. Сигнал синусоидальной формы

Задание 6(2)

Измерение параметров импульсных сигналов.

Дана осциллограмма прямоугольного импульса, наблюдаемого на экране осциллогра-фа (рис. 6). Рассчитайте параметры импульса (hа, tи и завал вершины импульса, %) по дан-ным, приведенным в условии. Перенесите импульс (рис. 6) в тетрадь. Укажите выносны-ми линиями параметры импульса. Приведите подробный расчет с обязательным указани-ем единиц измерений. Обратите внимание, что одна риска на экране – это 0,1 дел. Поло-жения регулятора чувствительности канала «Y» и положение регулятора длительности развертки указаны к заданию 5.

Примечание: относительная погрешность измерения электронно-лучевым осцилло-графом может достигать 10%.

Дано:

Чувствительность по каналу «Y»: К1 = 1 В/дел

Длительность развертки: К2 = 10 мс/дел

Задание 7(2)

Электронно-графические приборы. Фазовые измерения.

Построить графоаналитическим способом фигуру Лиссажу, которая должна получиться на экране осциллографа, при подаче на входы «X» и «Y» синусоидальных сигналов, имеющих частоты f_x и f_y. Фазовый сдвиг между сигналами равен φ.

Дано:

f_x=300 Гц

f_y=100 Гц

φ = 45о

Задание 8(8)

Цифровые измерительные приборы. Способы задания класса точности прибора.

Определите предел допустимой абсолютной погрешности цифрового вольтметра, имеющего заданный класс точности, на диапазоне (пределе) измерения с максимальным значением U1 при измерении напряжения U2.

Дано:

U_1=1 В

U_2=0,8 В

Класс точности (c/d) 0,05/0,02 %

Задание 9(3)

Поверка электроизмерительных приборов. Способы задания класса точности.

Проводится процедура поверки электроизмерительного прибора (амперметра) с пределом измерения XN = 1 А. Последовательно с ним в цепь включен образцовый прибор – цифровой амперметр. Рассчитайте класс точности поверяемого амперметра по табличным результатам поверки (табл. 9). Полученный в результате поверки действительный класс точности приведите к нормированному ряду ГОСТ. Начертите принципиальную схему поверки. На отдельном рисунке изобразите шкалу поверяемого прибора.

Дано:

X_i1=0,2 А X_01=0,1785 А

X_i2=0,4 А X_02=0,3976 А

X_i3=0,6 А X_03=0,6009 А

X_i4=0,8 А X_04=0,8021 А

X_i5=1 А X_05=1,0580 А

X_N=1 А

(X_i – значения тока, устанавливаемые на шкале поверяемого прибора, X_0 – показания образцового прибора)

Задание 10(2)

Анализ случайных погрешностей. Прямые измерения с многократными

наблюдениями.

При экспериментальном определении величины одного и того же резистора с сопротивлением R = 1,000 Ом с точностью до третьего знака после запятой студентами учебной группы численностью 30 человек были получены следующие значения (Ом) (табл. 1). Предполагаем, что систематическая погрешность была исключена из результатов введением поправки, и результаты наблюдений распределены по нормальному закону. Считаем, что в нашем случае 5 студентов с номерами 6-10 результаты не предъявили (эти результаты в таблице 1 вычеркнуты).

Вычислить:

1)Среднее арифметическое X

2)Стандартное отклонение δ

3)Стандартную ошибку среднего S_x

4)Доверительный интервал ∆ случайной погрешности результата измерения, при заданной доверительной вероятности р = 0,95 используя табличное значение критерия Стьюдента.

Дано:

R = 1000 Ом

P = 0,95

Таблица 1.

№

студента по списку

Результаты измерения R, Ом

01-06 0,975 1,002 1,032 0,989 1,014 1,001

07-12 0,995 0,988 0,993 1,021 0,991 0,999

13-18 0,998 0,987 1,003 1,003 0,981 1,005

19-24 1,001 1,018 0,984 1,007 1,001 1,017

25-30 1,006 0,983 1,004 1,010 0,978 0,999