Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Контрольная

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
455.47 Кб
Скачать

ЗМІСТ

 

 

Вступ.................................................................

Ошибка! Закладка не определена.

1 Програма курсу.........................................................................................................

 

4

2 Зміст домашньої контрольної роботи ( РГР).........................................................

7

2.1 Початкові дані для виконання роботи.............................................................

 

8

2.2 Пояснення до виконання окремих завдань КР .............................................

10

2.2.1 Розгляд принципу дії, схемних рішень, характеристик та методів, на

 

яких заснована робота вимірювального приладу ...........................................

10

2.2.2 Проведення вимірювань для формування масиву даних......................

10

2.2.3 Розрахунок статистичних параметрів результатів вимірів...................

14

2.3 Приклади розрахунків.....................................................................................

 

14

2.3.1 Формування масиву початкових даних...................................................

14

2.3.2 Виключення грубих похибок (промахів) ................................................

17

2.3.3 Побудова гістограми.................................................................................

 

20

2.3.4 Перевірка гіпотези нормальності розподілу...........................................

21

2.3.5 Довірча оцінка істинного значення вимірюваної величини. ................

23

3 Контрольні питання для тестування.....................................................................

 

24

4 Типові задачі для аудиторних контрольних робіт..............................................

25

Перелік літератури....................................................................................................

 

26

Додаток А...................................................................................................................

 

27

Додаток Б....................................................................................................................

 

29

Додаток В...................................................................................................................

 

31

Додаток Г....................................................................................................................

 

35

Додаток Д...................................................................................................................

 

46

Додаток Е ...................................................................................................................

 

48

3

1 Програма курсу

Згідно освітньо-професійної програми та навчальної робочої програми дисципліни «Техніка металургійного експерименту» повинні вивчити ряд тем,

наведених нижчедля студентів ЗДІА денної та заочної форми навчання з спеціальностей:

Металургія

Тема 1. Основні терміни і визначення в метрології. Поняття про фізичну величину (ФВ). Основні і додаткові ФВ. Одиниця ФВ, кратні і часткові одиниці. Системи фізичних одиниць, їх значення. Міжнародна система одиниць (система СІ). Еталони фізичних одиниць і їх класифікація.

Тема 2. Поняття про вимірювання ФВ. Методи і засоби вимірювання ФВ. Поняття метрологічного забезпечення, його організаційні, наукові і методичні основи. Класифікація вимірювань. Основні характеристики вимірювань. Метрологічні характеристики засобів вимірювань.

Тема 3. Похибки вимірювань. Істинне і дійсне значення ФВ. Поняття погрішності вимірювання. Види похибок: абсолютна, відносна, систематична, випадкова, промах, що виключаються і не виключаються, динамічна і статична. Систематична похибка: математичне визначення, види, методи усунення і обліку. Випадкові похибки: математичне визначення і методи усунення. Методи обробки і представлення результатів вимірювань, поняття про довірчий інтервал. Похибки заходів і вимірювальних приладів: аддитивна і мультиплікативна. Методи їх усунення. Поняття про перевірку засобів вимірювань. Вибір засобів вимірювань.

Тема 4. Вимірювання струму і напруги. Стрілочні електровимірювальні прилади і їх класифікація. Прилади магнітоелектричної системи. Вимірювання в ланцюгах постійного струму. Вплив вхідного опору вольтметра на похибку вимірювання напруги. Вплив внутрішнього опору амперметра на похибку вимірювання струму. Основні вимоги до вольтметра і амперметра. Багатомежні

4

прилади, правила розрахунку додаткових опорів і шунтів. Цифрові вольтметри. Вольтметра змінного струму.

Тема 5. Дослідження форми сигналів. Призначення осцилографа. Принцип побудови зображення на екрані ЕПТ. Структурна схема осцилографа. Види розгорток і їх застосування. Синхронізація, її види і призначення. Вимірювання напруги досліджуваного сигналу за допомогою осцилографа. Основні вимоги вхідним ланцюгам осцилографа. Вимірювання часових характеристик досліджуваного сигналу за допомогою осцилографа. Джерела похибок при вимірюванні напруги за допомогою осцилографа. Джерела похибок при вимірюванні часових характеристик сигналу за допомогою осцилографа. Двоканальні і двопроменеві осцилографи.

Тема 5. Вимірювання частоти і методи її вимірювань. Метод дискретного рахунку, резонансний метод, метод заряду і розряду конденсатора, метод порівняння з частотою іншого джерела. Основні характеристики методу дискретного рахунку. Структурна схема і принцип дії електронно-рахункового частотоміра. Складові основної систематичної похибки електроннорахункового частотоміра при частоти. Вплив цих складових на точність вимірювання низької і високої частот.

Тема 6. Аналіз спектрів і нелінійних спотворень. Загальні відомості про аналіз спектрів. Методи апаратурного аналізу спектрів. Структурна схема і принцип дії аналізатора спектру. Його основні характеристики. Основні вимоги вхідним ланцюгам аналізатора спектру. Джерела похибок при вимірюванні амплітуди окремих складових спектру за допомогою аналізатора спектру. Джерела похибок при вимірюванні частоти окремих складових спектру за допомогою аналізатора спектру.

Тема 7. Вимірювання параметрів компонентів електричних ланцюгів. Методи вимірювань: метод вольтметра - амперметра, метод заряду - розряду конденсатора, мостовий метод. Структурна схема і принцип дії ручного мостового вимірника RLC. Джерела похибок при вимірюванні індуктивності,

5

місткості, опору при вимірюванні їх мостовим методом. Цифрові вимірники RLC (їх структурна схема, принцип дії).

Тема 8. Вимірювання амплітудно-частотних характеристик. Поняття про амплітудно - частотну характеристику (АЧХ) чотириполюсника. Умови зняття АЧХ чотириполюсника. Структурна схема і принцип дії вимірника АЧХ. Вимоги до вихідного сигналу вимірника АЧХ. Вимоги до детекторних головок вимірника АЧХ. Джерела похибок при вимірюванні коефіцієнта передачі чотириполюсника.

Зазначений матеріал розглядається на лекційних заняттях і на лабораторному практикумі. Значний обсяг матеріалу студент повинний вивчити самостійно та опрацювати з викладачем під час передбачених консультацій. Контроль ефективності самостійної роботи передбачається шляхом підготовки та захисту індивідуального домашнього завдання (контрольної роботи)

6

2 Зміст домашньої контрольної роботи (РГР)

Контрольна робота містить 3 завдання, кожне з яких має 30 варіантів. Номер варіанта відповідає номеру, під яким студент вписаний у журнал академічної групи.

Завдання 1. Розглянути принцип дії, схемні рішення, характеристики і застосування вимірювального приладу, зазначеного в пункті 2.1.

Завдання 2. За допомогою вимірювального пристрою виконати 100 (сто) вимірів зазначеного параметру джерела сигналу.

Завдання 3. Для масиву даних який одержаний у завданні 2 проводиться розрахунок статистичних параметрів відповідно до додатків А, Б, В, Г та Д, а саме визначити:

1.Середнє арифметичне значення (математичне очікування першого роду).

2.Дисперсію (математичне очікування другого роду).

3.Показники точності (вірогідна помилка, середня абсолютна помилка і міра точності).

4.Середнє квадратичне відхилення (СКВ)

5.Виключити груби похибки (промахи). Розрахунок проводиться з використанням всіх приведених методів.

6.Побудувати гістограми.

7.Перевірити гіпотези нормальності розподілу. Розрахунок проводиться з використанням всіх приведених методів.

8.Довірчу оцінку істинного значення виміряної величини при вказаної в завданні довірчої вірогідності.

ПРИМІТКА: не рекомендується при виконанні статистичних розрахунків застосовувати статистичні функції, запропоновані в калькуляторах і в програмі Microsoft Excel, оскільки вони не відповідають вимогам стандарту України.

7

2.1 Початкові дані для виконання роботи

Початкові дані для виконання РГР (тип вимірювального приладу, вимірюваний параметр, джерело сигналу, довірча вірогідність) приведені в таблиці 2.1 (для студентів денної форми) та у додатку Е (для студентів заочної форми та студентів денної форми без проведення індивідуальних вимірів).

Таблиця 2.1 - Початкові дані для виконання роботи (для студентів денної форми)

варианта

 

 

Параметри електричного сигналу

 

Тип

 

Номінал

 

Довірча

вимірювального

Вимірюваний

Джерело

вимірюваного

вірогідність,

приладу

параметр

параметра

сигналу

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

1

Частотомір

частота

100 Гц

Г5-54

0,95

Ч3-35

 

 

 

 

 

2

Частотомір

період

0,1 С

Г5-54

0,94

Ч3-35

 

 

 

 

 

3

Міст

ємність

0,1 µF

Конденсатор

0,90

автоматичний

МБМ

 

типу 5010

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Вольтметр В7-34

Напруга

Б5-44

0,85

постійна

5

Вольтметр В7-34

Напруга

Г3-109

0,83

 

 

змінна

 

 

 

6

Вольтметр В7-34

Опір

100 Ом

Р310

0,92

7

Частотомір

частота

1000 Гц

Г5-54

0,88

Ч3-35

 

 

 

 

 

8

Частотомір

період

0,01 С

Г5-54

0,93

Ч3-35

 

 

 

 

 

9

Частотомір

Тривалість

10mС

Г5-54

0,95

Ч3-35

імпульсу

 

 

 

 

10

Вольтметр В7-34

Напруга

Б5-44

0,90

постійна

11

Вольтметр В7-34

Напруга

0,1В

Г3-109

0,85

 

 

змінна

 

 

 

12

Вольтметр В7-34

Опір

100 Ом

Р310

0,83

13

Частотомір

частота

10 кГц

Г5-54

0,92

Ч3-35

 

 

 

 

 

14

Частотомір

період

0,01 С

Г5-54

0,88

Ч3-35

 

 

 

 

 

15

Міст

ємність

1 µF

Конденсатор

0,93

автоматичний

МБМ

 

 

 

 

8

варианта

 

 

Параметри електричного сигналу

 

Тип

 

Номінал

 

Довірча

вимірювального

Вимірюваний

Джерело

вимірюваного

вірогідність,

приладу

параметр

параметра

сигналу

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

типу 5010

 

 

 

 

17

Вольтметр В7-34

Напруга

Б5-44

0,92

постійна

18

Вольтметр В7-34

Напруга

0,5В

Г3-109

0,88

 

 

змінна

 

 

 

19

Вольтметр В7-34

Опір

100 Ом

Р310

0,93

20

Частотомір

частота

100 кГц

Г5-54

0,95

Ч3-35

 

 

 

 

 

21

Частотомір

період

0,001 С

Г5-54

0,94

Ч3-35

 

 

 

 

 

22

Міст

ємність

0,01 µF

Конденсатор

0,90

автоматичний

МБМ

 

типу 5010

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Вольтметр В7-34

Напруга

0,8В

Б5-44

0,85

 

 

постійна

 

 

 

24

Вольтметр В7-34

Напруга

0,8В

Г3-109

0,83

 

 

змінна

 

 

 

25

Вольтметр В7-34

Опір

100 Ом

Р310

0,83

26

Міст

ємність

0,05 µF

Конденсатор

0,92

автоматичний

МБМ

 

типу 5010

 

 

 

 

 

 

 

 

27

Частотомір

період

0,001 С

Г5-54

0,88

Ч3-35

 

 

 

 

 

28

Вольтметр В7-34

Напруга

0,7В

Б5-44

0,93

 

 

постійна

 

 

 

29

Частотомір

частота

200 кГц

Г5-54

0,92

Ч3-35

 

 

 

 

 

30

Міст

ємність

0,015 µF

Конденсатор

0,88

автоматичний

МБМ

 

типу 5010

 

 

 

 

 

 

 

 

Після вибору необхідного варіанту по таблиці 2.1 або у додатку Е розрахунок треба починати після повного опису технічних характеристик типу вимірювального приладу та наведення графічного зображення виконаного у графічному редакторі вимірювального приладу (проведення розрахунків похибок цього приладу).

9

2.2Пояснення до виконання окремих завдань КР

2.2.1Розгляд принципу дії, схемних рішень, характеристик та методів, на яких заснована робота вимірювального приладу

Для виконання завдання №1 треба проаналізувавши структурну схему вимірювального приладу, за допомогою котрого, згідно завдання, проводитимуться вимірювання. Визначити на підставі якого методу вимірювання заснований принцип його дії. Для цього одержати у завідувача лабораторії технічний опис (інструкцію по експлуатації) вказаного засобу вимірювання. Перерахувати складові основної систематичної похибки вимірювального приладу при вимірюванні заданого параметра. Привести переваги і недоліки даного методу і яким чином вони впливають на точність вимірювань.

2.2.2 Проведення вимірювань для формування масиву даних

Для проведення вимірювань згідно завданню № 2 необхідно підготувати засіб вимірювання і джерело вимірюваної величини (вказане в таблиці 2.1) згідно їх інструкцій з експлуатації. Встановити за допомогою викладача необхідні параметри джерела сигналу. Після чого подати на його вхід досліджуваний сигнал. Перевести засіб вимірювання в режим ручного запуску процесу вимірювання. і провести (натисненням кнопки «Пуск» на передній панелі) необхідні для коректної статистичної обробки 100 (сто) вимірювань заданого параметра. Результати вимірювань занести до заздалегідь підготованої таблиці 2.2.

Примітка: при вимірюванні напруги і опору за допомогою універсального вольтметра В7-34 слід використовувати сполучні шнури тільки з комплекту приладу. Цей захід дає можливість провести вимірювання з максимальною точністю і до мінімуму понизити вплив перешкод.

10

При вимірюванні частоти, періоду, тривалості імпульсу за допомогою частотоміра Ч3-35 необхідно виконати попередній прогрів приладу за 30 - 40 хвилин до вимірювань, для стабілізації температури внутрішнього кварцового генератора. Досягши температури кварцового генератора номінального значення лампа індикації включення термостата спалахуватиме періодично, з інтервалом приблизно 5 секунд. При такому режимі роботи термостата складова погрішності за рахунок кварцового генератора буде мінімальною.

Перед вимірюванням ємності конденсаторів слід визначити власну поправочну ємність моста Сп. Для цього, встановити перемикач роду робіт «Вимірювання» в положення «С», перемикач режиму запуску процесу вимірювання в положенні «Однокр.», переконається в тому, що клеми вимірювального ланцюга розімкнені, натиснути клавішу «ПУСК». Провести відлік ємності конденсатора з цифрових табло вимірювального приладу. Набутого значення ємності прийняти це значення за Сп. При подальших вимірюваннях значення ємності прийняти це значення за Сх. Реальна зміряна величина вимірюваної ємності Сі визначається виразом

 

 

Си = Сх – Сп;

 

(2.1)

Таблиця 2.2 – Результати вимірів згідно завдання № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ з/п

Досліджуваний параметр

Розрахункові параметри

Висновок

 

 

А (В, Гц, С, Ом)

А (В, Гц, С, Ом)

 

δU скв %

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

11

№ з/п

Досліджуваний параметр

Розрахункові параметри

Висновок

 

А (В, Гц, С, Ом)

А (В, Гц, С, Ом)

δU скв %

 

15

 

 

 

 

16

 

 

 

 

17

 

 

 

 

18

 

 

 

 

19

 

 

 

 

20

 

 

 

 

21

 

 

 

 

22

 

 

 

 

23

 

 

 

 

24

 

 

 

 

25

 

 

 

 

26

 

 

 

 

27

 

 

 

 

28

 

 

 

 

29

 

 

 

 

30

 

 

 

 

31

 

 

 

 

32

 

 

 

 

33

 

 

 

 

34

 

 

 

 

35

 

 

 

 

36

 

 

 

 

37

 

 

 

 

38

 

 

 

 

39

 

 

 

 

40

 

 

 

 

41

 

 

 

 

42

 

 

 

 

43

 

 

 

 

44

 

 

 

 

45

 

 

 

 

46

 

 

 

 

47

 

 

 

 

48

 

 

 

 

49

 

 

 

 

50

 

 

 

 

21

 

 

 

 

52

 

 

 

 

53

 

 

 

 

54

 

 

 

 

55

 

 

 

 

56

 

 

 

 

57

 

 

 

 

58

 

 

 

 

59

 

 

 

 

60

 

 

 

 

61

 

 

 

 

12