2) Метод дискретного счета.

Метод дискретного счета реализуется электронно-счетным частотомером.

Структурная схема электронно-счетного частотомера:

При прямом измерении частоты периодического сигнала наиболее весомы две составляющие погрешности: погрешность меры и погрешность сравнения.

Погрешность меры определяется нестабильностью частоты напряжения кварцевого генератора (а также погрешностью установки частоты по образцовой мере при изготовлении прибора). Эта составляющая погрешности может быть ощутимой при измерении очень высоких частот. В современных цифровых частотомерах применяются кварцевые генераторы с малой нестабильностью частоты, например,

±1 • 10-10 за 1 с и ±5-10-9 за сутки.

Погрешность сравнения определяется главным образом погрешностью дискретности (зависит от считывания, крутизны и пологости фронта).

3) Определить параметры импульсной последовательности с помощью универсального осциллографа.

Билет 5

1) Результат измерения и действительное значение физической величины.

Результат измерения – значение характеристики, полученное выполнением регламентируемого метода измерения. В нормативном документе на метод измерений должно регламентироваться: сколько (одно или несколько) единичных наблюдений должно быть выполнено; способы их усреднения; способы представления в качестве результата измерений; стандартные поправки (при необходимости).

Под истинным значением физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства физических величин.

Поскольку истинное значение – идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение, найденное экспериментальным путем.

Погрешность результатов измерений определяется сравнением результата измерений с истинным или действительным значением измеряемой величины.

В условиях отсутствия необходимых эталонов за действительное значение принимают опорное значение измеряемой величины через теоретические константы и (или) эталоны, но и (в их отсутствие) как ее среднее значение по большему числу предварительно выполненных измерений в представительном множестве лабараторий.

2) Общие сведения о методах измерения частоты

Измерение частоты по сравнению с измерениями других физических величин возможно с очень большой точностью, обусловленной высокой помехозащищенностью частотного сигнала и возможностью преобразования частоты с большой точностью в цифровой код. Спектр частот электромагнитных колебаний делят на два диапазона — низких и высоких частот (НЧ и ВЧ).

• К низким частотам относят инфразвуковые (ниже 20 Гц), звуковые (20—20000 Гц) и ультразвуковые (20—200 кГц).

• Высокочастотный диапазон, в свою очередь, разделяют на высокие частоты (200 кГц — 30 МГц), ультравысокие (30—300 МГц) и сверхвысокие (выше 300 МГц).

Для измерения частоты в узком диапазоне (45—55; 450— 550 Гц и т. д.) при наибольшей частоте 2500 Гц применяют электродинамические и электромагнитные частотомеры. Классы точности электродинамических частотомеров 1; 1,5; электромагнитных частотомеров— 1,5; 2,5.

Для измерения низкой частоты в узком диапазоне (48—52; 45—55 Гц и т. д.) могут применяться резонансные частотомеры. Класс точности таких частотомеров 1—2,5.

В диапазоне высоких и сверхвысоких частот частота может измеряться высокочастотными резонансными частотомерами, в которых, в отличие от электромеханических резонансных частотомеров, используется колебательный контур из катушки индуктивности и конденсатора. Погрешность измерения частоты в этом случае составляет ±(0,05—0,1) %.

Для измерения частоты в широком диапазоне (от 10 Гц до нескольких мегагерц) могут применяться электронные аналоговые частотомеры . Класс точности 0,5—2,5.

Они работают по принципу преобразования частоты в напряжение - формируют импульсы, имеющие постоянную площадь, ограниченную кривой импульса тока и осью времени на диаграмме. Частота этих импульсов должна быть равна частоте измеряемого сигнала. Среднее значение напряжения этих импульсов пропорционально измеряемой частоте.

Структурная схема преобразователя частоты в напряжение

ФИ – формирователь импульсов (из входного напряжения произвольной формы вырабатывает прямоугольные импульсы фиксированной длительности)

ИСН – источник стабильного напряжения – вырабатывает амплитуду U₀

3) Определить величину активного сопротивления резистора.

Билет 6

1) Сферы распространения метрологического контроля и надзора, установленные Законом РФ “Об обеспечении единства измерений”.

Цели закона "Об обеспечении единства измерений”:

• установление правовых основ обеспечения единства измерений в РФ;

• регулирование отношений государственных органов управления с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений;

• защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики России от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

• содействие прогрессу на основе создания и применения государственных эталонов единиц ФВ;

• гармонизация российской системы измерений с мировой практикой.

ГМКиН распространяется на 17 сфер, объединенных в 10 направлений:

1. здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности;

2. торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом, в том числе операции с применением игровых автоматов и устройств;

3. государственные учетные операции;

4. обеспечение обороны государства;

5. геодезические и гидрометеорологические работы;

6. банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции;

7) продукция, поставляемая по государственным контрактам;

8) испытания и контроль качества продукции на соответствие обязательным требованиям государственных стандартов Российской Федерации и при обязательной сертификации продукции;

9) измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры, арбитража, других органов государственного управления;

10) регистрация национальных и международных спортивных рекордов.

Законом «Об обеспечении единства измерений» предусмотрено три вида ГМК:

• утверждение типа средств измерений;

• поверка средств измерений, в том числе эталонов;

• лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту средств измерений.

Законом «Об обеспечении единства измерений» предусмотрено три вида ГМН:

• за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм;

• количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций;

• количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Утверждение типа СИ необходимо для новых марок (типов) СИ, при выпуске из производства или ввозе по импорту. Указанная процедура предусматривает обязательные испытания СИ, принятие решения об утверждении типа, его государственную регистрацию, выдачу сертификата об утверждении типа.

СИ, подлежащие ГМКиН, подвергаются поверке органами ГМК при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации.

В отличие от процедуры утверждения типа, в которой участвует типовой представитель СИ, поверке подлежит каждый экземпляр СИ.

2) Анализаторы спектра.

Анализатор спектра — прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.

V – вольтметр

Ф – фильтр

У- усилитель

U_Х – входное напряжение

СМ – смеситель

Г – гетеродин, вспомогательный генератор

К- коммутатор. Собирает сигналы с Ф и В и передает на вход усилителя

У – усилитель

Ф – фильтры

В – переключатели

ГР- генератор развертки

Г-гетеродин

ЭЛТ – электронно-лучевая трубка

Принципиальная разница между анализатором спектра последовательного действия и параллельного действия в том, что в анализаторе спектра параллельного действия можно измерить спектр одиночных импульсов, а в последовательном – нельзя.

3) Определить назначение выводов и структуру биполярного транзистора с помощью цифрового мультиметра.

Билет 7

1) Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).

Государственная система обеспечения единства измерений — это система обеспечения единства измерений в стране, реализуемая, управляемая и контролируемая федеральным органом исполнительной власти по метрологии — Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии – Ростехрегулирование.

Цель государственной системы обеспечения единства измерений — создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических и экономических условий для решения задач по обеспечению единства измерений и предоставление всем субъектам деятельности возможности оценивать правильность выполняемых измерений.

ГСИ состоит из следующих подсистем:

• правовой;

• технической;

• организационной.

Правовая подсистема — комплекс взаимосвязанных законодательных и подзаконных актов, объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные требования к взаимосвязанным объектам деятельности по ОЕИ.

Техническая подсистема представлена совокупностью:

• межгосударственных, государственных эталонов, эталонов единиц величин и шкал измерений;

• стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

• стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

• средств измерений и испытательного оборудования, необходимых для осуществления метрологического контроля и надзора;

• специальных зданий и сооружений для проведения высокоточных измерений в метрологических целях;

• научно-исследовательских, эталонных, испытательных, калибровочных и измерительных лабораторий.

Организационная подсистема представлена метрологическими службами.

• Государственной метрологической службой (ГМС);

• справочными метрологическими службами (CMC);

• метрологическими службами федеральных органов исполнительной власти;

метрологическими службами организаций (МСО).