Билет №1 1.Определение первичного преобразователя, преобразователя, прибора и системы

Прибор состоит из первичного преобразователя (это датчик - преобразовывает физическую величину в электрический сигнал), устройства отображения информации (шкала, интерфейс, табло). Приборы измеряют прямые измерения. Системы содержат тысячи каналов – многоканальные прямые измерения. Системы измерения: косвенные и совокупные. Первичный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. Первичный измерительный преобразователь является первым преобразователем в измерительной цепи измерительного прибора. Измерительный прибор — средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительная система — это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерения одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (контролирующие, управляющие системы с ЭВМ).

2.Теорема Хинчина-Винера

Спектральная плотность S(w) стационарного случайного процесса в широком смысле х(t) есть интеграл Фурье от ковариационной функции стационарного случайного процесса.

. Или на основании обратного преобразования:

ω=2πf, при переходе из временной области в частотную появляется 1/2π

Эта пара преобразований Фурье называется теоремой Хинчина-Винера. Дисперсия стационарного СП = площади под кривой спектральной плотности, и это значит, что процесс центрированный. Нецентрированный: , где можно заменить на 1. Это вытекает из замены корр ф-ции на ковар. Спектральную плотность следует трактовать, как мощность сигналов, приходящихся на интервал или как мощность, приходящуюся на каждую частоту →0.

3.«Горячее» резервирование аппаратуры

«Горячее» резервирование: параллельно основному комплекту аппаратуры работает резервный комплект. Если один комплект работает, а остальные в отключенном состоянии, то это «холодное» резервирование. Общее «горячее» резервирование. Вероятность безотказной работы: P , тогда Q . Если отказ – внезапное, случайное и независимое событие, то – вероятность отказа резервной аппаратуры. (если учитывать, что дублируемая аппаратура одинакова с основной) . Тогда вероятность исправной работы: , где n – кол-во элементов, входящих в один комплект аппаратуры. Для экспоненциального закона распределения интенсивности отказа справедливо: где . Тогда, учитывая, что , получаем:

Вероятность безотказной работы стремится к 1.

Поэлементное «горячее» резервирование. Два транзистора, включенные параллельно не работают (один призакрывается, другой приоткрывается), пока один из них не сгорит. Отказ аппаратуры произойдет, если откажут все m+1 элементов в любой итой группе: . Тогда вероятность исправной работы: Так как все элементы в группе равны, то: . Группы элементов подчиняются законам основного соединения, поэтому: , где n – количество элементов. Рост m незначительно влияет на время безотказной работы.

Билет №2

1.Статические и динамические характеристики приборов

Статические характеристики: В установившемся режиме работа прибора характеризуется алгебраическими уравнениями, выражающими статические характеристики прибора: y=f(x). x→прибор→у. Оно является основным уравнением прибора. Желательно, чтобы у=f(х) была линейной.

S=lim(∆y/∆x)=dy/dx=m_У/m_Х*tgΘ, где чувствительность S – предел отношения выходной величины к входной, m_y и m_x – масштабные множители, Θ – характеристика тангенса угла наклона касательной.

Порог чувствительности это минимальное приращение измеряемой величины Х (входное значение) при которой У (выходное значение) начнет изменятся.

, где * - зона нечувствительности

Общетехническое определение порога чувствительности: минимальное значение входной величины различимое на уровне помех и шумов (или на уровне аддитивной смеси помех и шумов).

Динамические характеристики средств измерения определяются переходными процессами, происходящими в них, в результате действия ступенчатых, импульсных или колебательных возмущений на входе измерителя. Наиболее часто используемыми динамическими характеристиками являются время установления показаний, а также рабочий диапазон частот.