Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология систем инфокоммуникаций в упражнениях и задачах. Учебное пособие.pdf
4.50. Коэффициент отклонения осциллографа равен 10 мВ/дел,
коэффициент развертки осциллографа равен 20 мс/дел. Определите пиковое
значение сигнала, если осциллограмма получена в нормальных условиях
измерения, нулевая линия осциллограммы соответствует центральной линии
масштабной сетки, а предел допускаемой относительной погрешности
коэффициентов равен 2%. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
41
5. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ И ПЕРИОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СИГНАЛОВ
5.0. На экране осциллографа наблюдают осциллограмму (см. рисунок).
Определить частоту измеряемого сигнала, если частота гармонического
сигнала образцового генератора, подключенного к входу канала
горизонтального отклонения, равна 100 кГц.
5.1. Оценить погрешность дискретности и записать результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности, если при измерении частоты цифровой частотомер в
нормальных условиях показал значение 3860.01 Гц.
5.2. Определить частоту гармонического сигнала на входе Y
осциллографа, если на вход X подан гармонический сигнал, частота которого
равна 250 кГц, а полученная на экране фигура Лиссажу выглядит следующим
образом:
5.3. Оценить относительную и абсолютную погрешности дискретности,
если показание цифрового частотомера равно 0025009.1 Гц, а время измерения
равно 10 секунд. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.4. Методом круговой развертки получено изображение на экране
электронного осциллографа:
42
ИССЛ
f
СЧ
f
m
Определить частоту исследуемого генератора, если частота образцового
генератора, подключенного к входу канала управления яркостью, равна 120
кГц.
5.5. Показание цифрового частотомера имеет вид 0054.168 кГц.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения частоты сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.6. Определить по фигуре Лиссажу, имеющей вид горизонтально
расположенной восьмерки, частоту исследуемого генератора гармонического
сигнала, напряжение которого подведено к входу X, если на вход Y подано
напряжение образцового генератора гармонического сигнала с частотой,
равной 100 Гц.
5.7. Оценить погрешность дискретности и число импульсов,
накопленных в электронном счетчике цифрового периодомера, если
измеряемая частота равна 500 Гц, частота опорного генератора равна 100
МГц. Оформите результат измерения в соответствии с нормативными
документами в двух формах выражения погрешности.
5.8. По изображению двух фигур Лиссажу определить частоты
гармонических сигналов на входе канала вертикального отклонения
осциллографа, если частота гармонического сигнала, поданного на вход канала
горизонтального отклонения, равна 150 кГц.
5.9. Определить показание периодомера, абсолютную и относительную
погрешности дискретности измерения периода и число импульсов,
накопленное в электронном счетчике цифрового периодомера при измерении
периода сигнала, частота которого
счетных импульсов
= 100 МГц и коэффициент деления делителя частоты
исследуемого сигнала (множитель периода)
= 80 Гц, если частота следования
= 10. Оформите результат
43
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.10. Определить частоту гармонического сигнала, поданного через RC
цепочку на входы X и Y осциллографа для получения круговой развертки, если
на экране осциллографа получено 8 неподвижных меток. На входе Z подан
сигнал с частотой, равной 600 кГц.
5.11. Показание цифрового частотомера имеет вид 0045.861 кГц.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения частоты сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.12. Вычислить время, в течение которого световое пятно описывает на
экране осциллограф фигуру Лиссажу в виде горизонтально-расположенной
восьмерки, если гармонический сигнал, поданный на пластины Х электроннолучевой трубки, имеет частоту, равную 200 Гц.
5.13. Частотомер в режиме измерения частоты показал 23.0071 кГц при
времени измерения равном 10 с. Оценить пределы основной допускаемой
относительной и абсолютной погрешности измерения частоты. Оформите
результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух
формах выражения погрешности.
5.14. Определить значение измеряемой частоты, если на экране
осциллографа наблюдают неподвижное изображение, показанное на рисунке.
Значение частоты образцового гармонического сигнала на входе канала
горизонтального отклонения равно 820 Гц.
5.15. Показание цифрового периодомера равно 065.2460 мс. Определить
погрешность дискретности, частоту следования счетных (тактовых) импульсов,
если измерение выполнено за один период. Оформите результат измерения в
соответствии с нормативными документами в двух формах выражения
погрешности.
5.16. Оценить погрешность измерения частоты и оформить результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности, если при нормальных условиях на экране
осциллографа наблюдают неподвижный эллипс при подаче на вход Х сигнала
неизвестной частоты, а на вход Y-образцового сигнала частотой 800 Гц.
Относительная погрешность образцового генератора составляет 1%.
44
5.17. Частотомер в режиме измерения частоты показал 32.0017 кГц при
времени измерения равном 10 с. Оценить пределы основной допускаемой
относительной и абсолютной погрешности измерения частоты. Оформите
результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух
формах выражения погрешности.
5.18. Определить значение частоты измеряемого сигнала, если на экране
осциллографа наблюдают неподвижное изображение, показанное на рисунке.
Напряжение образцового гармонического сигнала частотой равной 600 Гц,
подано на вход Y осциллографа. Изобразить структурную схему измерения для
описываемого случая.
5.19. Показание цифрового частотомера имеет вид 00405.92 кГц.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения частоты сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.20. Определить значение частоты измеряемого сигнала, если на экране
осциллографа наблюдают неподвижное изображение, показанное на рисунке.
Напряжение сигнала образцовой частоты 9 кГц подано на вход Z
осциллографа.
5.21. Показание цифрового частотомера имеет вид 0621.02 кГц.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения частоты сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.22. На вход канала вертикального отклонения осциллографа подан
гармонический сигнал с частотой, равной 25 кГц. Определите форму и частоту
45
сигнала, поданного на вход канала горизонтального отклонения, если
осциллограмма на экране соответствует рисунку:
5.23. Показание цифрового периодомера равно 0546.822 мкс.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения периода сигнала.
5.24. Измерение частоты проводили с помощью осциллографа методом
линейной развертки. Напряжение измеряемого сигнала подавали на вход
канала вертикального отклонения, а на вход канала управления яркостью
подавали сигнал с частотой, равной 15 кГц. На экране осциллографа
наблюдали изображение двух периодов исследуемого сигнала, в которых
умещалось пять пар неподвижных меток (светлых и темных). Определить
частоту исследуемого сигнала. Оформите результат измерения в соответствии
с нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
Изобразить ожидаемую осциллограмму для вышеописанного случая, если на
экране установлено изображение одного периода исследуемого изображения.
5.25. Оценить абсолютную и относительную погрешности измерения
частоты цифровым частотомером, если измеряемая частота составила 4.01573
кГц, время измерения 100 с, относительная погрешность кварцевого
генератора равна 0.000002. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.26. При измерении частоты исследуемого сигнала на экране
осциллографа наблюдали эллипс. Определить частоту сигнала, поданного на
вход канала вертикального отклонения, если эллипс совершал полный оборот
за одну секунду, а на вход канала горизонтального отклонения был подан
сигнал с частотой, равной 800 Гц.
5.27. Цифровой частотомер в режиме измерения периода показал 37.548
мс. Определить значение измеряемой частоты и оценить абсолютную и
относительную погрешности измерения частоты. Оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.28. Частоту исследуемого сигнала измеряли с помощью осциллографа
методом синусоидальной развертки. Какова частота сигнала, поданного на
вход канала горизонтального отклонения, если на экране наблюдали
изображение, похожее на цифру восемь? На вход канала вертикального
46
отклонения был подан сигнал с частотой, равной 37 кГц. Фигура на экране
совершала на один полный оборот за три секунды.
5.29. Показание цифрового частотомера имеет вид 01065.22 кГц.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения частоты сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.30. При измерении частоты с помощью осциллографа методом фигур
Лиссажу на экране осциллографа наблюдали эллипс, совершающий полный
оборот за четыре секунды. Определить частоту сигнала, поданного на вход Y,
оценить погрешность и записать результат измерения, если в качестве
образцового генератора был использован генератор с частотой, равной
1200 Гц. Известно, что при уменьшении частоты образцового генератора
эллипс становился неподвижным.
5.31. Оцените погрешность дискретности и оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности, если при измерении частоты цифровой частотомер в
нормальных условиях показал значение 863.004 Гц.
5.32. Определить период измеряемого сигнала, если на экране
осциллографа наблюдали изображение фигуры Лиссажу, напоминающее
цифру восемь, повернутую на девяносто градусов. Исследуемый сигнал подан
на вход канала вертикального отклонения. При измерении использован
образцовый генератор с частотой, равной (600
± 10) Гц. Оценить
относительную погрешность измерения периода исследуемого сигнала.
5.33. Показание цифрового периодомера равно 56.8720 мс. Определить:
а) погрешность дискретности; б) частоту следования счетных (тактовых)
импульсов, если измерение выполнено за один период. Оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.34. На экране осциллографа получена круговая развертка с частотой
около 500 Гц. На модулятор электронно-лучевой трубки подан сигнал с
частотой, равной 2.00 кГц
± 2%. Изобразить предполагаемую осциллограмму.
Оценить погрешность установки частоты круговой развертки.
5.35. Показание цифрового периодомера равно 56.8720 мкс. Определить
погрешность дискретности, частоту следования счетных (тактовых)
импульсов. Оформите результат измерения в соответствии с нормативными
документами в двух формах выражения погрешности.
5.36. При измерении частоты с помощью осциллографа методом
линейной развертки на экране осциллографа наблюдают осциллограмму
исследуемого сигнала, один период которого равен десять делений.
Определить измеряемую частоту, оценить погрешность и записать результат
измерения частоты, если коэффициент развертки равен 0.200 мс/дел.
± 6%.
5.37. Оценить погрешность дискретности и записать результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
47
выражения погрешности, если при измерении частоты цифровой частотомер в
нормальных условиях показал значение 63208.01 Гц.
5.38. С помощью сигнала с периодом, равным (5.00
± 0.02) мс, на экране
осциллографа получена круговая развертка. На вход канала управления
яркостью подан сигнал от кварцевого генератора с частотой, равной (1800.0000
± 0.0001) Гц. Определить число меток на круговой развертке.
5.39. Оцените погрешность дискретности и оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности, если при измерении частоты цифровой частотомер в
нормальных условиях показал значение 74004 Гц.
5.40. На вход канала управления яркостью осциллографа подан сигнал,
период которого, измеренный цифровым периодомером, равен 574.7 мкс.
Какое изображение получат на экране осциллографа, если осуществлена
круговая развертка от образцового генератора с частотой, равной 435Гц?
5.41. Показание цифрового периодомера равно 12.8733 мкс. Определить
погрешность дискретности, частоту следования счетных (тактовых)
импульсов. Оформите результат измерения в соответствии с нормативными
документами в двух формах выражения погрешности.
5.42. Определить частоту синусоидального сигнала, подаваемого через
RC цепочку на входы X и Y осциллографа для получения круговой развертки,
если при подаче на вход Z сигнала с частотой 600 кГц на экране осциллографа
было получено 8 неподвижных меток.
5.43. Показание цифрового периодомера равно 76.3270 мс. Оценить
погрешность дискретности, частоту следования счетных (тактовых)
импульсов, если измерение выполнено за один период. Оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.44. Определить по фигуре Лиссажу, имеющей вид вертикальной
восьмерки, частоту исследуемого сигнала синусоидальной формы,
подведенного к входу Х, если на вход Y подан от образцового генератора
гармонический сигнал частотой 100 Гц.
5.45. Цифровой частотомер в режиме измерения периода показал
73.845 мс. Определить значение измеряемой частоты и оценить абсолютную и
относительную погрешности измерения частоты. Оформите результат
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.46. При измерении частоты исследуемого сигнала на экране
осциллографа наблюдали эллипс. Определить частоту сигнала, поданного на
вход канала вертикального отклонения, если эллипс совершал полный оборот
за одну секунду, а на вход канала горизонтального отклонения был подан
сигнал с частотой, равной 1200 Гц.
5.47. Цифровой частотомер в режиме измерения частоты показал
44.273 Гц. Определить значение измеряемого периода и оценить абсолютную
и относительную погрешности измерения частоты. Оформите результат
48
измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах
выражения погрешности.
5.48. Определить частоту синусоидального сигнала, поданного на вход Z
осциллографа, если при круговой развертке, полученной от генератора
частотой 1 кГц, на экране ЭЛТ наблюдают 15 неподвижных меток.
5.49. Показание цифрового периодомера равно 0623.216 мкс.
Определите абсолютную и относительную погрешности дискретности
измерения периода сигнала. Оформите результат измерения в соответствии с
нормативными документами в двух формах выражения погрешности.
5.50. Частотомер в режиме измерения частоты показал 56.0701 кГц при
времени измерения равном 10 с. Оценить пределы основной допускаемой
относительной и абсолютной погрешности измерения частоты. Оформите
результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух
формах выражения погрешности.
49
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Основные метрологические характеристики вольтметров переменного
тока.
2. Основная и дополнительная погрешности средств измерений.
3. Абсолютная, относительная и приведенная погрешности.
4. Систематическая и случайная составляющие погрешности измерения:
причины возникновения, формы проявления, законы распределения случайных
погрешностей.
5. Методики оценки систематической составляющей погрешности
прибора.
6. Определение доверительного интервала случайной составляющей
погрешности при заданной доверительной вероятности для результата
наблюдения и результата измерения.
7. Вариация показаний прибора.
8. Способы нормирования погрешностей измерительных приборов:
классы точности приборов, использующих для отображения измерительной
информации шкальные измерительные механизмы.
9. Определение пределов допускаемых основных абсолютной и
относительной погрешностей прибора по его классу точности.
10. Правила суммирования погрешностей.
11. Формы представления результата измерения.
12. Систематическая и случайная составляющие погрешности измерения:
причины возникновения, характер проявления, законы распределения
случайных погрешностей.
13. Назовите способы обнаружения систематических погрешностей в
процессе измерения.
14. Методика оценки систематической погрешности прибора.
15. Как определить доверительные границы случайной составляющей
погрешности результата измерения, если известны оценки среднего
квадратического отклонения (СКО) случайной составляющей погрешности?
16. Что характеризует оценка СКО ряда наблюдений и оценка СКО
результата измерения при многократных наблюдениях?
17. Параметры напряжения сигналов переменного тока: среднее,
средневыпрямленное, среднеквадратическое и пиковое значения напряжения.
18. Устройство, принцип действия и основные характеристики
электромеханических вольтметров переменного тока.
19. Устройство, принцип действия и основные характеристики
электронных (аналоговых и цифровых) вольтметров переменного тока.
20. Структурные схемы аналоговых электронных вольтметров
переменного тока.
21. Основные типы преобразователей, применяемых в электронных
аналоговых вольтметрах, их назначение.
50