4 Этап. Обработка результатов измерений.

4.1 Нанесите экспериментальные точки ПХ на график .

4.2 Рассчитайте границы доверительных интервалов (допусков) отсчетов t переходной характеристики:

,мс,

где ,% относительная погрешность t ;

В этих формулах :

и -погрешности измерения R и C ;

-погрешность осциллографа (два отсчета) .

Выводы.

3. Домашнее задание

Рассчитайте методом наименьших квадратов (МНК) оценки параметров аппроксимирующей функции h (t)_апп.

4. Контрольные вопросы:

1. Дайте определение совместных измерений. Чем отличаются совместные измерения от совокупных?

2. Перечислите методы (способы) аппроксимации экспериментальных зависимостей (графиков).

3. Как определяются границы допусков экспериментальных зависимостей?

4. Перечислите методы измерения сдвига фазы синусоидального сигнала.

5. Какие задачи входят в раздел «планирование эксперимента»?

5. Литература:

1. Ю. П. Щербак. Краткое техническое описание электронных приборов стенда ЭЛУС-2, 2010г.

2. Ю. П. Щербак. Основы метрологии. Учебное пособие. 2007г.

3. А. Г. Сергеев, В. В. Крохин. Метрология. Учебное пособие.2001г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛОЖНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

ОПЫТ: Измерение интегральных параметров периодической последовательности прямоугольных импульсов с различной скважностью с помощью электронного вольтметра и осциллографа.

(ГОСТ 16465-70. Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения)

1 ЭТАП. Задача эксперимента:

1.1 Освоение методов расчета и измерения интегральных параметров сложных измерительных сигналов.

1.2 Освоение методов пересчета показаний электронного вольтметра, градуированного стандартным синусоидальным сигналом, в верные результаты при измерении сложных сигналов.

2 ЭТАП. Планирование эксперимента:

2.1. Методические указания.

Измерительный сигнал – сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине.

Сложный периодический измерительный сигнал в метрологии характеризуется рядом интегральных параметров (л.2). Рассмотрим параметры периодического сигнала u(t).

Среднее значение сигнала (постоянная составляющая):

Средневыпрямленное значение сигнала :

Среднеквадратическое значение сигнала:

Амплитудное значение сигнала:

Для определения этих параметров необходимо знать вид функции u(t).

Связь между этими параметрами устанавливается с помощью коэффициентов:

Коэффициент амплитуды:

Коэффициент формы:

2.2. Практическое значение интегральных параметров сигналов в метрологии.

Абсолютное большинство электронных приборов (вольтметры, амперметры, ваттметры) градуируются в среднеквадратических значениях синусоидального сигнала. Это связано с тем, что среднеквадратическое значение сигнала является мерой его мощности!

Однако внутри прибора переменный сигнал u(t) сначала преобразуется постоянный U_- , равный, как правило, средневыпрямленному значению сигнала . Большинство электронных вольтметров имеют детектор (преобразователь переменного напряжения в постоянное) средневыпрямленного значения – ДСВЗ (Рис.1).

Рис.1 Структурная схема вольтметра с ДСВЗ.

Поскольку калибровка прибора проводится синусоидальным сигналом, то при градуировке учитывается коэффициент формы синусоиды: (Масштабный преобразователь М с коэффициентом передачи К=1.1; рис.1).

При подаче на вход вольтметра сложного сигнала, имеющего свой коэффициент формы, показания прибора будут содержать значительную методическую погрешность.

Пример:

При измерении сигнала пилообразной формы, имеющего , методическая погрешность будет равна 5.4% (так различаются коэффициенты формы сигналов).

Чтобы исключить систематическую методическую погрешность при измерениях сложных сигналов, необходимо сначала показание прибора разделить на величину 1.11 (получим верное средневыпрямленное значение измеряемого сигнала). Затем полученное значение необходимо умножить на коэффициент формы своего сигнала !

k , (1);

где —показание прибора.

Формула (1) позволяет при измерении сложного сигнала по показанию прибора получить правильный результат – среднеквадратическое значение любого сложного периодического сигнала. Для этого необходимо знать (или рассчитать) его коэффициент формы.