Метрология стандартизация и управление качеством   

Тема 9. Примеры решения задач

назад | оглавление | вперёд

 

1.3.11. На экране электронного осциллографа (вход открытый) наблюдают сложный сигнал, состоящий из постоянной составляющей Uо = 5 В и переменной (синусоидальной) составляющей с пиковым значением 3 В. Необходимо определить среднеквадратическое значение этого сигнала и погрешность его измерения, если среднеквадратическое значение , а пределы допускаемых относительных погрешностей измерения напряжений постоянной и переменной составляющих с вероятностью 0,95 равны 4 %.
Решение.
Среднеквадратическое значение напряжение равно:
Оценку погрешности напряжения при косвенном измерении для двух аргументов находят:
Оценки абсолютных погрешностей и можно найти по выражению
Подставим числовые значения в выражение 2, получим: Результат измерения в соответствии с МИ1317-86 можно записать: U=5,43±0,19 В, Р=0,95, условия измерения нормальные.

2.1.30. Для сигнала U (t) = 10 + 2Sin628 t, [B] определить показание вольтметра среднеквадратических значений для случаев открытого и закрытого входов.
Решение.
Для открытого входа:
Взяв интеграл и подставив числовые значения в выражение 1, определим показание вольтметра среднеквадратических значений для случая открытого входа Uотк=10,09В.
Для закрытого входа:
Взяв интеграл и подставив числовые значения в выражение 2, определим показание вольтметра среднеквадратических значений для случая закрытого входа Uзак=1,41В.

3.35. Сколько времени потребуется, чтобы на экране электронного осциллографа прочертить вертикально-расположенную восьмерку, если к пластинам Х подведен синусоидальный сигнал, частота которого равна 100 Гц?
Решение.
Известно, что при наблюдении на экране электронного осциллографа вертикально-расположенной восьмерки, на вход канала У подается синусоидальное напряжение с частотой в два раза ниже, чем на вход канала Х осциллографа. Для завершения полного цикла начертания фигуры на экране осциллографа потребуется время сигнала с большем периодом, т.е. t=2/100=20ms.

4.11. На вход панорамного анализатора спектра последовательного анализа гетеродинного типа поступает исследуемый периодический сигнал с частотой 50 кГц. Определить при какой частоте генератора качающейся частоты появится реакция на экране осциллографического индикатора от 5-ой гармоники, если промежуточная частота в анализаторе 600 кГц, а частота гетеродина больше этой частоты.
Решение.
Частота пятой гармоники сигнала с частотой 50 кГц равна f=2*50=250кГц. По условию частота гетеродина больше промежуточной частоты анализатора 600 кГц, частота генератора качающейся частоты определяется как сумма частоты пятой гармоники сигнала и промежуточной частоты в анализаторе. Частота гетеродина равна 600+250=850кГц.

5.11. Известно, что среднеквадратические значения напряжений калибровки измерителя нелинейных искажений с заграждающим фильтром и первой гармоники исследуемого сигнала равны соответственно 4,00 В и 3,90 В. Определить показание прибора в режиме УизмерениеФ (после настройки прибора для снятия показания).
Решение.
Измеритель нелинейных искажений с заграждающим фильтром показывает отношение среднеквадратического значения напряжения высших гармоник к среднеквадратическому значению напряжения всего сигнала.
Калибровка выполняется для всего сигнала Без первой гармоники сигнал содержит только высшие гармоники Теперь показание прибора в режиме "измерение" можно представить или К=22,22%.

6.1.20. 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.
Решение.
При круговой развертке в одном периоде развертывающего напряжения должно укладываться целое число периодов исследуемого сигнала, поданного на вход канала управления яркостью (вход Z). В этом случае изображение будет неподвижное. Определим период сигнала, поданного на вход Z. Tc=1/1800=0,556 мc. Абсолютная погрешность Тс можно определить Абсолютная погрешность периода кварцевого генератора пренебрежительно мала по сравнению с абсолютной погрешностью периода генератора развертки. В определении числа меток на круговой развертке учтем погрешность периода развертки. Положим, что погрешность имеет знак плюс, тогда число меток будет равно 5,02/0,556=9,029. На экране будем наблюдать 9 меток, однако они будут вращаться, т.к. число меток получилось не целое.

7.1.14. При измерении фазового сдвига четырехполюсника с помощью осциллографа методом линейной развертки получена осциллограмма:
Найти интервал времени, соответствующий фазовому сдвигу, если измерение выполнено на частоте 10 кГц.
Решение.
По осциллограмме находим размер, соответствующий периоду измеряемого сигнала. Он равен 7,7 деления. Размер, соответствующий фазовому сдвигу измеряемого сигнала равен 1,9 деления. Период измеряемого сигнала равен . Тогда интервал времени, соответствующий фазовому сдвигу будет равен .

8.2.21. Разработайте схемы и методику измерения рабочего ослабления фильтра нижних частот, если в Вашем распоряжении имеется: измерительный генератор с внутренним сопротивлением, равным 600 Ом; магазин сопротивлений; измеритель уровня с высоким входным сопротивлением. Фильтр должен быть нагружен на сопротивления, равные: со стороны входа - 600 Ом; со стороны выхода - 800 Ом.
Решение.
Измерение рабочего ослабления фильтра нижних частот можно выполнить методом известного генератора. Методика измерения будет состоять в том, что фильтра нижних частот подключают к генератору, а к выходу фильтра подключают нагрузочное сопротивление 800 Ом. Внутреннее сопротивление генератора 600 Ом выполняет сопротивление нагрузки фильтра со стороны входных зажимов. Рабочего ослабления фильтра нижних частот можно определить по формуле .(1) Для измерения абсолютного уровня на нагрузочном сопротивлении подключаем измеритель уровня с высоким входным сопротивлением параллельно сопротивлению нагрузки. Для измерения абсолютного уровня ЭДС к генератору на холостом ходу подключаем измеритель уровня с высоким входным сопротивлением и отсчитываем уровень ЭДС. Измеренные значения уровней и сопротивлений нагрузки подставляем в выражение 1, тем самым вычисляем рабочее ослабление фильтра нижних частот.


назад | оглавление | вперёд