Литература:

1. «Измерения в технике связи» под ред. М.А.Ракк. – М.: ГОУ УМЦ, 2008.

2. Ракк М.А. Измерения в технике связи. – М.: ГОУ «УМЦ ж.д.», 2008.

Лекция №1

01. Основы измерений. Система метрологического обеспечения

Метрология (греч. метро – мера, логос – учение) определяет общие принципы измерений, единую научную и законодательную базу, способы достижения требуемой точности.

Метрология включает три раздела:

1. теоретическая метрология;

2. законодательная метрология;

3. практическая (прикладная).

Основные документы законодательной метрологии:

1. Государственная метрологическая служба РФ (ГМС РФ), возглавляемая федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, находящееся в ведении Министерства промышленности и энергетики РФ.

2. Государственные научные метрологические центры (в том числе Уральский НИИ метрологии).

3. Органы государственной метрологической службы субъектов РФ.

Метрологическая служба ОАО «РЖД» – система, включающая головную и базовые структуры на железных дорогах, филиалах, проектных бюро, центральной станции связи (ц.с.с.).

Подразделения метрологической службы на ж.д. включают в себя (в том числе):

• дорожный центр стандартизации и метрологии;

• дорожные метрологические лаборатории;

• метрологические лаборатории региональных центров связи (РЦС).

02. Методы измерений

1. Метод непосредственной оценки (прямой метод).

2. Метод сравнения с мерой.

3. Нулевой метод (мостовые схемы измерения).

4. Метод замещения.

5. Измерения методом дополнений.

6. Дифференциальный метод.

7. Контактный метод.

8. Бесконтактный метод.

03. Погрешность измерений

Различаю абсолютную и относительную погрешности и точность измерений.

– абсолютная погрешность;

– относительная погрешность;

– точность измерений.

В том числе:

• систематические (постоянные, прогрессивные, изменяющиеся по сложному закону). Пример – погрешность калибровки.

• случайные (неустранимые).

• грубые (промах).

Лекция №2

Причины погрешностей:

• в методе измерений;

• инструментальные;

• субъективные.

Инструментальные (погрешности средств измерений) различают:

• аддитивные (не зависят от измеряемых величин; определяют нижний предел диакар. измерений).

• мультикативные ∆х пропорционально измеряемой величине, а δ_х=Сonst.

Приведенная погрешность

,

где ∆Си – абсолютная погрешность средства измерения;

Х_Н – нормирующее значение (в аналоговых системах обычно В_ш – предел шкалы).

По приведенной погрешности определяют класс точности прибора – обычно в процентах.

Для вольтметров классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0; 10; 15; 20.

04. Единицы измерений параметров сигналов. Абсолютные, относительные, измерительные уровни

Измерительные уровни – это абсолютные уровни в отрегулированном тракте при подаче на вход синусоидального сигнала с нормированным абсолютным уровнем (–13 дБ; –23 дБ) четырехпроводное и 0 дБ двухпроводное окончание.

1. Средства измерений электрических сигналов

1.1 Измерительные генераторы

Генератор – усилитель, охваченный положительной обратной связью, в цепи которой включен частотнозависимый контур.

Классификация:

1. по частоте

• инфронизкие (0,01 – 20) Гц;

• низкочастотные/звуковые (20 – 300 000) Гц;

• высокочастотные (0,3 – 300) МГц; – при δ = 10^-2 max

• сверхвысокочастотные (от 300 МГц до 100 ГГц); – при δ = 10^-2 max

2. по форме выходных сигналов

• гармонические;

• импульсные;

• шума;

• синтезаторы частот;

• ГКЧ (свичгенераторы – генераторы псевдослучайных импульсных последовательностей).

3. по способу реализации

• RC;

• LC;

• кварцевые при δ = 10^-6 max.

Лекция №3

Параметры измеряемых генераторов:

1. Частотный диапазон (коэффициент перекрытия)

.

2. Погрешность установки частот

– абсолютная погрешность

δ – относительная погрешность;

n – минимальная абсолютная погрешность.

3. Стабильность частоты (оценивается коэффициентом нестабильности ).

С плавной настройкой δ_н = 10^-3; кварцевые δ_н = 10^-6; синтезаторы δ_н = 10^-8.

4. Выходные сопротивления

НЧ – 5, 50, 100, 600 Ом.

ВЧ – 50, 75 Ом.

5. Выходная мощность и ее стабильность.

6. Коэффициент гармоник

.