2. Измерительные схемы с термометрами сопротивления (тс)

 Неуравновешенные мосты: схема.  Вывод выражения для напряжения в диагонали моста. Преимущества и недостатки. Способы снижения влияния нелинейности.

3. Измерительные схемы с тензорезисторами

 Выражение для величины напряжения в измерительной диагонали для полумоста и полностью симметричного моста. Чувствительность полностью симметричного моста.  Влияние линии подключения ТР в схеме полумоста. Как его учесть? Автоматическая регулировка тока моста.

4. Индуктивные преобразователи

Пример использования индуктивного преобразователя для измерения крутящего момента ДВС.  Какой должна быть частота питающего напряжения для индуктивного преобразователя крутящего момента, если требуется измерение среднего/мгновенного крутящего момента за время, равное периоду полного его изменения в 4-тактном 4-цилиндровом ДВС с n = 6000 мин^-1? Чем ограничивается частота питающего напряжения?  Основные погрешности индуктивных преобразователей (3-5).  Преимущества и недостатки индуктивных преобразователей. Области применения.

№ 6

1. Классификация погрешностей средств измерений (СИ)

 Классификация погрешностей СИ в зависимости от:  характера проявления при повторных применениях СИ;  условий применения СИ;  режима применения СИ;  формы представления;  значения измеряемой величины? Дайте определения этим видам погрешностей.  Погрешности гистерезиса линейной и нелинейной гистерезисных систем. Оценка релейной характеристики.  Аддитивная и мультипликативная погрешности (систематическая и случайная).

2. Термоэлектрические преобразователи (ТЭП) или термопары

 Требования к материалам для термопар.  Применяемые материалы и область их использования. Проанализируйте основные особенности основных типов промышленных термопар и их технические характеристики. Конструкция термопар. Основные отличия от термометров сопротивления (ТС).Преимущества и недостатки, а также область применения сравнительно с ТС.

3. Измерительные схемы с тензорезисторами

 Назначение балансировки. Требуемый диапазон балансировки. Способы балансировки моста (последовательная и параллельная). Схема системы балансировки изменением напряжения на выходе моста. В чём её преимущества?

 Особенности балансировки мостов переменного тока. Какие элементы и почему должны быть включены в неё?

4. Индукционные преобразователи (ИП)

 Принцип действия и тип преобразователя по виду естественного выходного сигнала. Устройство. Входная и выходная величина ИП. Выражение для выходной величины.  Схема работы ИП в режиме генератора импульсов. В каких средствах измерения используется данный принцип? Погрешности ИП. В таком режиме работы.  Почему индукционные преобразователи не могут использоваться в качестве датчика фазы (датчика углового положения распределительного вала)?

№ 7

1. Статические характеристики измерительных устройств

 Основные группы метрологических характеристик СИ и их представление (4…5).  Способы нормирования погрешностей средств измерений (4…5).  Понятие о нормирующих преобразователях. Их назначение.

2. Термоэлектрические преобразователи (ТЭП) или термопары

 Принцип действия и основные определения. Основные отличия от термометров сопротивления (ТС). Преимущества и недостатки, а также область применения сравнительно с ТС.  Термоэлектрические эффекты Пельтье, Томсона, Зеебека.  Закон Вольта для изотермической цепи.  Закон последовательных металлов. Закон последовательных температур. Закон промежуточных металлов. Выводы из них.

3. Измерительные схемы с тензорезисторами

 Мосты с питанием постоянным током. Преимущества (2) и недостатки (2). Источники погрешностей.  Мосты с питанием переменным током (общая схема). Что является носителем информации в усилителях переменного тока? Что такое амплитудная модуляция сигнала?  Чем обеспечивается фазочувствительность при “восстановлении” модулированного сигнала? Принцип действия этого устройства.  Преимущества и недостатки усилителей переменного тока. Комбинированная схема “модуляция- демодуляция” (в чём её преимущества?).

4. Индукционные преобразователи (ИП)

 Схема работы индукционного преобразователя (ИП) в качестве преобразователя скорости вибрации. За счёт чего происходит изменение выходного сигнала? Что является входной величиной в данном случае?  ИП в качестве тахометрического преобразователя (синхронного генератора или генератора постоянного тока). Какой физический параметр целесообразно использовать в качестве выходной величины в синхронном тахометрическом преобразователе?  Источники погрешностей, преимущества и недостатки индукционных преобразователей.

№ 8

1. Структурные схемы измерительных систем прямого действия (2)

 Как определяется коэффициент преобразования при различных видах соединения элементов измерительной системы прямого действия? В каких случаях используется тот или иной вид соединения элементов. Как определяется при последовательном соединении звеньев суммарная аддитивная и приведённая погрешности?

2. Измерение термоЭДС (ТЭДС)

 Потенциометрический способ измерения. Принцип действия потенциометра и порядок работы с ним. Для чего нужен нормальный элемент?  Удлиняющие термоэлектроды (УТЭ). Назначение и требования к ним. Условия использования УТЭ (2)

3. Измерительные схемы с тензорезисторами. Измерение деформаций

 Величина выходного сигнала, исходя из допустимой величины тока. Мостовая схема измерений: её назначение. К какому методу измерений относится мостовая схема?  Чувствительность моста с одним рабочим плечом по сравнению с чувствительностью единичного тензорезистора.  Условие равновесия моста. Выражение для величины напряжения в измерительной диагонали для измерительного моста с одним рабочим плечом. Погрешность нелинейности.

4. Емкостные преобразователи

 Принцип действия. Выражение для ёмкости. Методы изменения емкости (что именно является мерой и в каких случаях?).  Характеристики. Методы повышения линейности характеристик.  Области применения.  Особенности условий включения ёмкостных преобразователей в электрическую цепь. Влияющие факторы.

№ 9

1. Дифференциальные схемы включения измерительных преобразователей

. Назначение.  Влияние на аддитивную и мультипликативную погрешности. Случаи полной и частичной линеаризации статической характеристики преобразователя. Дифференциальные схемы линеаризации:  квадратичной зависимости (вывод выражения) и  гиперболической зависимости (вывод выражения для линеаризации в рабочей точке).

2. Погрешности контактных методов измерения температур

 Погрешности измерения температуры высокоскоростных потоков: математическая модель, влияющие факторы, способы уменьшения влияния.

 В каком случае (при одинаковых значениях температуры и скорости потока) погрешность от влияния скоростного режима будет выше: при измерении температуры воздуха или температуры водяного пара? Почему?

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР) – конструкция и использование

 Погрешности установки тензорезитора на объекте испытаний и монтажа (3-4).

 Возможный уровень погрешностей измерений с тензорезисторами при различных способах их использования (2). Приведите примеры.

 Распределение напряжений (и деформаций) по поверхности мембраны, схема размещения металлических тензорезисторов, “розетка” металлических тензорезисторов. Схема их включения. Назначение и область применения.

4. Оптические преобразователи

 Природа фотоэффекта. Принцип действия и основные типы фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Понятия волновой и корпускулярной природы света. При каких условиях возможно поглощение фотона? Пороговая длина волны.  Типы приёмников оптического излучения.

 Основные общие метрологические характеристики фотоприёмников (5).

№ 10

1. Измерительные системы со встречно-параллельным соединением элементов (обратными связями)

 Понятие отрицательной обратной связи (ООС).  Коэффициент передачи при наличии отрицательной ОС (вывод выражения). Его зависимость от коэффициентов прямого и обратного преобразования (график).  Как влияет ООС:  на чувствительность СИ;  на абсолютную и относительную величину мультипликативной погрешности СИ (вывод выражения);  на абсолютную и относительную величину аддитивной погрешности СИ (поясните свой ответ)?

2. Измерение термоЭДС (ТЭДС)

 Удлиняющие термоэлектроды (УТЭ). Назначение и требования к ним. Условия использования УТЭ (2). Способы компенсации температуры холодного спая. Коробка холодных спаев.  Автоматическая компенсация температуры холодного спая.  Учёт температуры холодного спая при расчётах ТЭДС (расчёт ТЭДС по показаниям приборов).  Потенциометрический способ измерения: принцип действия потенциометра и порядок работы с ним. Нормальный элемент.

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР) – погрешности тезометрирования

 Погрешности при массовом тензометрировании (при отсутствии индивидуальной градуировки).  Как производится градуировка тензорезисторов из партии? Какая установка и почему используется для этой цели?  Методика оценки погрешности определения коэффициента тензочувствительности на этой установке.

4. Фотоэлектрические преобразователи с внешним фотоэффектом

 Принцип действия и устройство вакуумных фотоэлементов (ФЭ).  Вольт-амперная характеристика вакуумных ФЭ и её области.  Метрологические свойства и характеристики вакуумных ФЭ.  Темновой ток.  Спектральная и интегральная чувствительность.  Чем определяется реальное быстродействие ФЭ? Постоянная времени и полоса пропускания ФЭ.  Газонаполненные ФЭ. Принцип действия.

№ 11

1. Измерительные системы со встречно-параллельным соединением элементов (обратными связями)

 Понятие отрицательной обратной связи (ООС).  Назначение отрицательной ОС.  Коэффициент передачи при наличии отрицательной ОС (вывод выражения).  Его зависимость от коэффициентов прямого и обратного преобразования (график).  Как влияет ООС на чувствительность СИ?  Как и почему влияет ООС на погрешность нелинейности (поясните свой ответ)?

2. Погрешности контактных методов измерения температур.

Измеренная и измеряемая температура.  В чём принципиальная причина методических погрешностей контактных методов измерения температур?

 Примеры методических погрешностей (5-7). Принципиальный подход к устранению или уменьшению методических погрешностей.

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР) – метрологические характеристики.

 Динамические характеристики тензорезистров.  Чем они определяются? От чего они зависят?  Предельно допустимая частота изменения измеряемой деформации в зависимости от уровня “потери чувствительности”.  Потеря чувствительности в зависимости от соотношения базы тензорезистора и длины волны измеряемой деформации.  Что, в конечном счёте, определяет динамические свойства измерительного преобразователя с тензорезисторами?

4. Емкостные преобразователи

 Измерительные цепи с емкостными преобразователями.  Схема с делителем напряжения и операционным усилителем: варианты линейного преобразования. Преимущества.  Мостовая схема с дифференциальным включением.  Ёмкостно-диодная ячейка (диодный мост).  Резонансная измерительная цепь.  Преимущества и недостатки ёмкостных преобразователей.

№ 12

1. Динамические измерения

 Понятие “динамические погрешности”  Их источники.  От чего зависят динамические погрешности?  Что называется “динамическими характеристиками” СИ?  Перечислите основные динамические характеристики СИ.  Каким образом можно определить динамические свойства линейных СИ?

2. Измерение термоЭДС (ТЭДС)

 Нормирующий измерительный преобразователь (НИП) для термопар на базе усилителя тока с отрицательной обратной связью. Его назначение и принцип его действия. Докажите, что ЭДС термопары прямо пропорциональна току на выходе НИП.  Схема с усилителем переменного тока (блок БГРд). Понятия модуляции и демодуляции сигнала.  Принцип действия схемы с усилителем переменного тока и его основные элементы. Преимущества и недостатки.

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР) – метрологические характеристики

 Какой показатель характеризует несовершенство упругих свойств связующего? Как он называется и как определяется? От чего он зависит?  Механический гистерезис и нелинейность характеристики ТР. Причины возникновения, оценка, погрешности, способ определения.

4. Фотоэлектронные умножители (ФЭУ)

 Явление вторичной эмиссии. Диноды. Принцип действия ФЭУ. Теоретический коэффициент преобразования и коэффициент преобразования с учётом коэффициентов сбора и переноса.  Вариант схемы включения ФЭУ.

 Метрологические характеристики ФЭУ (4-5). Чем определяется реальное быстродействие ФЭУ?

№ 13

1. Оценка динамических погрешностей методом единичной ступенчатой функции (ЕСФ)

 Виды переходных процессов(3). В каком случае каждый из них возникает?  Количественные оценки различных видов переходных процессов, возникающих при ЕСФ (4).  Понятия электрической и тепловой “ёмкостей”.  Выражения для постоянных времени () для этих процессов (уравнения и вывод выражений).  Оценка динамических погрешностей результатов измерений, используя понятие постоянной времени.

2. Погрешности контактных методов измерения температур

 Погрешности, вызванные лучистым теплообменом: математическая модель, влияющие факторы (4),  способы уменьшения влияния (4-5).  В каком случае погрешность от излучения будет выше: при измерении температуры газов или температуры жидкостей? Почему?

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР) – метрологические характеристики

 Назовите основные метрологические характеристики тензорезисторов (5-6).

 Влияние температуры и причины температурных погрешностей.  Как влияет температура на величину выходного сигнала тензорезистора? От чего зависит это влияние?  Выражение для величины температурных погрешностей.  Конструктивные способы снижения температурной погрешности ТР.

4. Фоторезисторы (ФР)

 Принцип действия, устройство, материалы. Механизм фотопроводимости.

 Метрологические свойства и характеристики ФР (4-5). Чем определяется реальное быстродействие ФР и от чего зависят динамические свойства ФР? Достоинства и недостатки.  Области применения. Схемы включения в релейном режиме. Дифференциальные и мостовые схемы. Схема для анализа состава газов.

№ 14

1. Оценка динамических погрешностей методом колебательного входного сигнала

 Выражения для входной величины и выходного измерительного сигнала.  Уравнение динамики измерительного преобразователя и вил его общего решения.  Понятия амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик” (АЧХ и ФЧХ). Их вид при большом и малом внутреннем “трении” в измерительной системе.  Понятие “частота собственных колебаний” и “рабочий диапазон частот”.

2. Погрешности контактных методов измерения температур

 Влияние теплопроводности вдоль стержня приёмника температуры: математическая модель, влияющие факторы (4-5).  Способы уменьшения влияния (4-5). В каком случае погрешность от влияния теплопроводности будет выше: при измерении температуры газов или температуры жидкостей? Почему?

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР)

 Фольговые тензорезисторы, их преимущества.  Поперечная чувствительность тензорезистора. Как она проявляется и каким образом она может быть уменьшена?  Назначение различных вариантов конструктивного оформления фольговых тензорезисторов.

4. Фотодиоды (ФД)

 Принцип действия вентильного фотоэлемента (ФЭ). Свойства р-n перехода. Энергетические зоны ФД. Скачок потенциала. Фотогальванический и фотодиодный режимы работы вентильного ФЭ.  Метрологические характеристики ФД в фотодиодном режиме режимы работы, Основные достоинства ФД в фотодиодном режиме. От чего зависят динамические свойства ФД?

№ 15

1. Оценка динамических погрешностей методом колебательного входного сигнала

 Уравнение динамики измерительного преобразователя, выраженное через постоянные времени ₂ и ₁.  Как изменяется вид свободного переходного процесса измерительного преобразователя в зависимости от соотношения постоянных времени ₂ и ₁?  Как связаны постоянные времени ₂ и ₁ с круговой частотой незатухающих колебаний и коэффициентом затухания.

2. Погрешности контактных методов измерения температур

 Математическая модель приёмника температуры в нестационарном режиме.  Влияющие факторы.  Понятие постоянной времени. Отчего она зависит?  Как определить погрешность изменения температуры, если известно, что последняя изменяется с постоянной скоростью?

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР)

 Связь изменения электрической выходной величины тензорезистора (ТР) с механическим напряжением в детали или в упругом элементе.  Предельно допустимая деформация и предельно допустимое напряжение. Допустимый ток питания ТР и допустимое падение напряжение.  От чего зависит общая длина тензорезистора?  Понятие базы ТР.  Почему ТР изготавливаются в виде решётки?

4. Оптические преобразователи

 Светотехнические единицы и их связь с энергетическими единицами. Каким образом устанавливается эта связь?  Варианты использования оптических преобразователей в системе: источник излучения – объект – приёмник излучения. Варианты информационного использования фотоэлектрических преобразователей.

№ 16

1. Динамические измерения

 Как с использованием постоянной времени определить динамическую погрешность СИ, если известно, что искомая величина равномерно увеличивается во времени?  Условия применимости данного аналогового СИ для динамических измерений исследуемого процесса (по частотным характеристикам).  Условия применимости данного дискретного СИ для динамических измерений исследуемого процесса (предельно допустимый уровень дискретизации).

2. Погрешности контактных методов измерения температур

 Динамические погрешности приёмников температуры:  математическая модель,

 влияющие факторы,  понятие постоянной времени, способы уменьшения влияния.  В каком случае (при одинаковых значениях температуры) динамическая погрешность будет выше: при измерении температуры газа или температуры жидкости? при измерении температуры воздуха или температуры водяного пара?

3. Тензорезистивные преобразователи (ТР)

 Какие физические эффекты в проводниках приводят к появлению тензоэффекта?

 Вывод выражения для коэффициента тензочувствительности проволочного тензорезистора и его составляющие.  Составляющие тензоэффекта.  Материалы для проволочных тензорезисторов.  Чувствительность тензопреобразователя и показатель, которым она оценивается.  Максимальная величина этого показателя для металлических тензорезисторов.

4. Фотодиоды (ФД)

 Схемы включения ФД в фотодиодном режиме с использованием операционного усилителя (ОУ). Связь входного тока и выходного напряжения и динамические свойства: объяснить.  Схемы включения ФД в фотогальваническом режиме с использованием операционного усилителя (ОУ).  Связь входного тока и выходного напряжения. Указать основные свойства.  Схемы устройств с использованием фотодиодов (перечислить).