Условие ТРа (ТФ-02-04)
.rtf
Задание на типовой расчет гр.ТФ-02-04
по курсу Метрологии
1. При измерении температуры получены значения измеряемой величины, приведенные в табл.1. При доверительной вероятности 0,683 определить среднее значение температуры, среднюю квадратическую погрешность и границы доверительного интервала. При расчете использовать распределение Стьюдента.
Таблица 1
Вар.N t,оC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
181 173 292 277 391 399 481 488 126 166 233 221 342 366 415 442 444 449 455 482 491 489 505 511 544 569 588 |
169 172 283 269 378 388 471 479 131 159 228 210 331 351 421 439 447 456 464 472 480 493 507 522 538 575 592 |
165 168 279 265 374 384 467 474 139 160 225 216 328 357 417 435 442 451 459 467 475 488 502 517 533 589 596 |
171 176 287 273 382 382 473 483 136 155 232 218 335 359 423 441 449 457 466 475 483 496 510 525 543 597 585 |
170 175 288 272 383 393 472 482 131 158 227 210 330 351 420 437 445 453 462 471 478 491 505 530 548 587 594 |
167 172 287 269 382 392 469 479 130 156 231 214 334 355 419 431 439 447 456 465 473 490 514 529 547 566 591 |
171 176 169 291 284 285 273 266 269 268 386 379 380 377 376 390 396 389 390 383 386 476 483 476 135 134 130 164 161 156 157 225 228 224 232 230 211 217 213 218 214 212 328 331 327 335 333 328 330 362 358 354 359 365 353 352 354 420 435 430 444 439 451 452 449 458 454 459 458 463 466 463 466 465 470 473 471 478 474 476 475 478 479 476 481 487 489 488 491 492 489 494 493 501 503 502 505 506 503 507 516 518 517 520 521518 534 536 535 538 539 602 603 596 599 585 579 583 |
2. Рассчитать относительную погрешность определения объема шара, если диаметр d и погрешность его измерения Δ приведены в табл.2.
Таблица 2
Вар.N |
d,мм |
Δ,мм |
Вар.N |
d,мм |
Δ,мм |
Вар.N |
d,мм |
Δ ,мм |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
10,9 12,7 14,5 16,3 18,1 41,4 44,5 54,8 36,3 |
0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,24 0,26 0,36 0,29 |
10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
20,9 22,7 24,5 26,3 28,1 46,7 48,9 57,2 61,7 |
0,21 0,23 0,25 0,10 0,12 0,28 0,30 0,38 0,42 |
19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
30,9 33,7 35,6 37,3 39,1 50,6 52,4 59,4 62,7 |
0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,32 0,34 0,40 0,51 |
3. Определить абсолютную в оС и относительную погрешность измерения температуры t комплектом, состоящим из термопреобразователя сопротивления и автоматического моста класса точности к. Материал термопреобразователя, класс допуска, диапазон измерения комплекта D и другие величины приведены в табл.3.
Таблица 3
Вар.N |
гр. |
кл. доп. погр.оС |
к |
D,оС |
t,оС |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
50П " " " " " " " " " " " 50М " " " " " " " " " " " " " " |
А 0,15+0,002/t/ " " " " " " В 0,3+0,005/t/ " " " " " " С 0,6+0,008/t/ " " " " " “ A 0,15+0,0015/t/ " " " " " " В 0,25+0,0035/t/ " " " " " " " " С 0,5+0,0035/t/ " " " “ “ “ “ “ “ “ |
0,5 1 0.5 1 1 0,5 1 0,5 0,5 1 0,5 1 1 0,5 1 0,5 0,5 1 0,5 1 0,5 1 0,5 1 0,5 1 0,5 |
-100-200 " " " 50-300 " " " -50-400 " " " -25-25 " " " -100-100 " " " " -50-50 " " " " " |
25 105 185 58 10 115 220 96 40 245 350 126 5 11 22 9 25 63 77 98 32 17 24 33 41 29 38 |
4. Определить значение температуры и погрешность ее измерения в оС и мВ,если термопара развивает Е(t,tо). Значение последней, температура свободных концов tо,тип градуировки даны в табл.4.
Таблица 4
Вар.N |
Гр. Δ,мВ |
Е(t,to),мВ |
to,oС |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
ХК 0,14 + 0,0002t " " " " " " " " “ “ " " “ “ " " ХА 0,008+0,0003(t+200) " " “ “ " " “ “ " " " " " " " " ПП 0,008+0,000269(t-300) " " " " " " " “ " " " " " " " " |
4,12 5,54 6,97 8,44 9,94 11,33 13,21 -5,8 -5,01 -3,7 -4,25 -2,72 -1,41 -3,22 2,49 2,75 3,10 3,47 3,75 3,96 1,65 1,96 2,17 2,98 3,28 2,11 1,82 |
5 10 15 20 25 9 16 5 10 15 20 25 18 7 5 10 15 20 25 30 42 17 24 31 36 42 28 |
5. Преобразователь давления и разрежения имеет пределы измерения D, изменения выходного сигнала - Di и предельную приведенную погрешность γ, значения всех величин приведены в табл.5. Определить значение измеряемого давления и относительную погрешность его измерения если выходной сигнал имеет значение I, приведенное в табл.5.
Таблица 5
Вар.N D,кПа Di,мА γ,% I,мА нижн.верхн. |
Вар.N D,кПа Di,мА нижн.верхн. |
γ ,% I,мА |
1 -0,1 0,15 4 – 20 0,1 1 2 -0,1 0,3 " " 1,5 3 -0,2 0,2 " 0,25 2 4 -0,3 0,1 " " 2,5 5 -0,2 0,4 " 0,5 3 6 -1 1,5 0 – 5 " 4 7 -1 3 " 0,1 6 8 -2 2 " " 8 9 -10 15 " " 12 10 -10 30 " " 16 11 -20 20 " " 17 12 -1 3 4 – 20 0,25 2,8 13 -4 2 " “ 3,6 |
14 -3 1 0 – 20 15 -2 4 4 – 20 16 -3 3 " 17 -4 2 " 18 -4 6 " 19 -5 5 " 20 -6 4 " 21 -6 10 " 22 -20 40 " 23 -30 10 " 24 -1 1,5 " 25 -2 2 0 – 5 26 -3 5 " 27 -1 3 4 - 20 |
0,25 10 0,5 6 " 8 0,1 10 " 12 0,25 14 " 16 0,5 18 " 11 " 13 0,25 7 " 2,8 " 3,6 " 18,6 |
6. Дифманометр-уровнемер с диапазоном измерения D и пределом приведенной погрешности γ измеряет разность давлений dР. Определить высоту уровня в резервуаре и погрешность ее измерения, если плотность воды составляет 1000 кг/м3, значения всех величин даны в табл.6 Таблица 6
Вар.N dP,кПа D,кПа γ,% |
Вар.N |
dР,кПа |
D,кПа |
γ,% Вар.N dР,кПа D,кПа |
γ,% |
1 1,8 2,5 0,1 2 3,2 4 " 3 5,5 6,3 " 4 6,2 10 " 5 14,3 16 " 6 1,6 2,5 " 7 2,8 4 " 8 4,3 6,3 " 9 5,2 10 " |
10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
1,5 2,8 5,1 5,8 13,9 19,3 0,9 6,6 5,6 |
2,5 4 6,3 10 16 25 2,5 10 6,3 |
0,25 19 2,2 2,5 " 20 3,6 4 " 21 5,9 6,3 " 22 6,6 10 " 23 14,7 16 " 24 18,6 25 " 25 1,3 2,5 " 26 3,1 4 ” 27 12,6 16 |
0,5 " " " " " " " " |
7. Рассчитать значение расхода воды, если перепад давления на диафрагме составляет dР, относительное сечение последней равно m, а диаметр трубопровода - D. Плотность воды составляет 1000 кг/м3,значения остальных величин даны в табл.7.
Таблица 7
Вар.N D,мм m |
dP,кПа |
Вар.N |
D,мм |
m dР,кПа |
Вар.N |
D,мм |
m dР,кПа |
1 141 0,1 2 150 " 3 169 " 4 181 0,15 5 200 " 6 113 " 7 128 " 8 173 0,37 9 114 “ |
10 20 30 40 50 15 25 21 26 |
10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
125 150 203 257 255 96 106 211 188 |
0,15 60 0,2 70 " 80 0,25 90 " 100 " 77 " 96 0,32 23 “ 66 |
19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
305 357 410 478 529 684 275 366 185 |
0,25 110 0,3 120 " 130 " 140 0,35 150 " 160 " 33 0,28 21 " 64 |
8. При измерении концентрации водорода в азоте прибор показал СH2 ,%. Какова фактическая концентрация водорода,если в смесь попали пары воды с концентрацией СH2O ,%. Значения перечисленных величин приведены в табл.8.
Таблица 8
Вар.N |
СH2,% |
СH2O,% |
Вар.N |
СH2,% |
СH2O,% |
Вар.N |
СH2,% |
СH2O,% |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
60 61 62 63 64 65 59 82 54 |
1 2 3 4 5 8,5 7,5 12 14 |
10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
66 67 68 69 70 77 78 81 84 |
6 7 8 9 10 9,5 10,5 12,5 9,8 |
19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
71 72 73 74 75 76 79 83 88 |
11 12 13 14 15 16 11,5 10,7 14,2 |
9. Каково сопротивление электродного преобразователя с постоянной к при нормальной температуре,если измеряется электропроводность водного раствора соляной кислоты с концентрацией C . Значения последней и к приведены в табл.9.
Таблица 9
Вар.N |
к,см-1 |
C мг/л |
Вар.N |
к,см-1 |
С мг/л |
Вар.N |
к,см-1 |
С мг/л |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1 " " " " " " " " |
1 1,5 2 2,5 3 9 9,5 12,5 16,4 |
9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
2 " " " " " " " " |
3,5 4 4,5 5 5,5 10 10,5 13,7 15,2 |
18 19 20 22 23 24 25 26 27 |
3 " " " " " " " " |
6 6,5 7 7,5 8 8,5 11 14,2 11,5 |
10. Какова температура раствора,если при показаниях рН-метра рНt фактическое рН раствора составляет рНф. Градуировочная характеристика электродной системы имеет вид: Е=--(54,2+0,198t)(рН-7). Значения рНt и рНф приведены в табл.10. Градуировочное значение температуры 20 оС.
Таблица 10
Вар.N |
рНt |
рНф |
Вар.N |
рНt |
рНф |
Вар.N |
рНt |
рНф |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
3,1 3,3 3,5 3,8 4 8,4 8,6 10,2 11,6 |
2,95 3,2 3,25 3,6 3,9 8,1 8,2 9,8 11,3 |
10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
4,2 4,4 4,6 4,8 5 9,1 9,3 10,6 11,2 |
4,22 4,45 4,5 4,65 4,9 8,9 9,1 10,1 10,6 |
19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
5,2 5,4 5,6 5,8 4,9 5,2 9,5 10,9 3,4 |
5,3 5,45 5,7 5,95 5,1 5,32 9,7 10,6 3,6 |
Экзаменационные вопросы по курсу «Метрология...» для групп ТФ-01—05,08- 03
-
Метрология, основные понятия и определения. Способы обеспечения единства измерений в метрологии. Системы единиц.
-
Классификация методов измерения : прямые. косвенные, совокупные, совместные.
-
Средства измерения. Разделение средств измерения по точности и структуре.
-
Элементы теории погрешности: абсолютная, относительная, приведенная погрешности. Типы шкал приборов и диапазоны.
-
Виды погрешностей: систематические, случайные, промахи. Способы снижения погрешностей,
-
Метрологические характеристики средств измерения: номинальная статическая характеристика, чувствительность, порог чувствительности, вариация, диапазон измерения, класс точности .
-
Оценка точности измерений. Расчет погрешности при прямых измерениях. Технические измерения: оценка точности измерения для единичного прибора и для комплекта.
-
Основные характеристики случайных погрешностей: математическое ожидание, случайная погрешность, средне-квадратичное отклонение, доверительный интервал.
-
Оценка случайной погрешности. Нормальный закон распределения.
-
Оценка случайной погрешности. Распределение Стьюдента.
-
Оценка погрешности при косвенных измерениях.
-
Способы измерения физических величин. Непосредственные измерения. Дифференциальный метод измерения.
-
Компенсационные методы измерения физических величин. Уравновешенные мосты.
-
Компенсационные методы измерения физических величин. Схема для измерения ЭДС.
-
Компенсационные методы измерения физических величин. Схема переносного потенциометра с постоянной силой тока.
-
Компенсационные методы измерения физических величин. Преобразователи с отрицательной обратной связью.
-
Понятие температуры. Методы и средства измерения температуры .Единицы измерения . Температурная шкала. Реперные точки.
-
Контактные и бесконтактные методы определения температуры. Стеклянные термометры, принцип действия, область применения.
-
Манометрические термометры, принцип действия, область применения. Газовые манометрические термометры.
-
Жидкостные манометрические термометры, конденсационные манометры, принцип действия, область применения.
-
Термопреобразователи сопротивления. Требования, предъявляемые к ТПС. Платиновые термопреобразователи сопротивления.
-
Медные термопреобразователи сопротивления, область применения, градуировочные характеристики, конструкция.
-
Мостовые методы измерения сопротивлений ТПС. Неуравновешенные мосты.
-
Уравновешенные мосты, двух и трехпроводная схемы подключения термопреобразователей.
-
Автоматические уравновешенные мосты. Принцип действия.
-
Нормирующие преобразователи для термопреобразователей сопротивления. Назначение, принцип действия.
-
Метод измерения сопротивлений по падению напряжения на терморезисторе . (Потенциометрический метод измерения сопротивлений).
-
Термоэлектрические преобразователи. Элементы теории термопар. Эффект Томпсона, эффект Зейбека.
-
Способы подключения ТЭП в цепь измерительного прибора. Теорема о третьем проводнике, стандартные ТЭП.
-
Введение поправки на изменение температуры свободных концов , удлиняющие термоэлектродные провода.
-
Автоматическое введение поправки на изменение температуры свободных концов .
-
Пирометрические милливольтметры. Назначение, принцип действия, область применения.
-
Принцип действия автоматических потенциометров, работающих в комплекте с термоэлектрическими преобразователями (ТЭП).
-
Нормирующие преобразователи для ТЭП. Назначение , принцип действия, область применения.
-
Принцип действия приборов «следящего регулирования» для измерения термо-ЭДС, типа РП-160.
-
Бесконтактные методы измерения температуры. Пирометры излучения.
-
Яркостная температура. Принцип действия яркостного (квазимонохроматического пирометра).
-
Понятие цветовой и радиационной температуры.
-
Методы и средства измерения давления. Абсолютное, избыточное , манометрическое давление.
-
Жидкостные приборы для измерения давления. Двухтрубные и однотрубные манометры.
-
Жидкостные приборы для измерения давления. Назначение, область применения, принцип действия микроманометров.
-
Деформационные манометры и дифманометры, чувствительные элементы. Принцип действия, назначение, область применения пружинных манометров,
-
Мембранные деформационные манометры. Назначение, принцип действия, область применения.
-
Измерительные преобразователи с дистанционной передачей показаний , дифференциально-трансформаторные преобразователи на переменном токе.
-
Измерительные преобразователи с компенсацией магнитных потоков.
-
Датчики давления с тензопреобразователем типа «Сапфир», принципиальная электрическая схема.
-
Методы измерения расхода, понятие расхода, единицы измерения. Условия использования расходомеров переменного перепада давления.
-
Разновидности сужающих устройств. Остаточные потери давления.
-
Уравнение расхода для сжимаемой и несжимаемой жидкости.
-
Расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры), назначение, область применения, принцип действия.
-
Тахометрические расходомеры. Назначение, область применения, принцип действия.
-
Индукционные расходомеры, расходомеры с переменным и постоянным магнитным полем.
-
Измерение уровня. Измерение уровня с помощью дифманометров. Измерение уровня в резервуарах под давлением.
-
Емкостные уровнемеры для электропроводных и неэлектропроводных сред.
-
Тепломеры. Комплект средств измерения для теплосчетчика.
-
Анализ состава газовых сред. Объемные химические газоанализаторы.
-
Термокондуктометрические газоанализаторы. Общие сведения. Чувствительные элементы. Электрическая схема газоанализатора ТП .
-
Термохимические газоанализаторы. Область применения. Электрическая схема.
-
Магнитные газоанализаторы. Область применения. Датчик газоанализатора. Схема кислородомера МН-5130.
-
Газовые хроматографы .Разделительные колонки. Принципиальная схема.
-
Кондуктометры. Основы теории. Измерительная схема кондуктометра.
-
рН-метры. Основы теории. Водородный и стеклянный электроды. Электронная система. Изопотенциальная точка.
-
рН-метра. Схема измерительного преобразователя. Настройка на изопотенциальную точку. Температурная компенсация.
-
Оптические газоанализаторы .
-
Автоматический кремнемер. 2 стадии процесса измерения. Устройство подготовки пробы.