- •Содержание дисциплины Раздел 1. Основы метрологии измерений
- •Тема 1.1. Измерения
- •Тема 1. 2. Обработка результатов измерений
- •Раздел 2 методы и приборы электрических измерений
- •Тема 2.1. Аналоговые электроизмерительные приборы
- •Тема 2.1. Цифровые и другие измерительные приборы
- •Вопросы для подготовки к экзамену по курсу «Методы электрических измерений»
- •3.1. Методические указания по выполнению и оформлению контрольной работы
- •3.2. Варианты контрольной работы
- •7.4. Амплитудно-модулированные колебания. Коэффициент глубины модуляции. Осциллографические методы определения коэффициента модуляции линейной, синусоидальной и эллиптической разверток.
- •1.Основы метрологии измерений
- •1.1. Измерение
- •1.1.1. Физическая величина
- •1.1.2. Виды средств измерений
- •1.1.3. Виды и методы измерений
- •1.2. Единство измерений
- •1.2.1. Единицы физических величин
- •Основные и дополнительные единицы физических величин
- •1.2.2. Стандартизация
- •1.2.3. Эталоны
- •1.3. Точность измерений
- •1.3.1. Погрешность результата измерения
- •1.3.2. Погрешности средств измерений
- •1.3.3. Классы точности средств измерений
- •Формы задания классов точности
- •1.3.4. Основная и дополнительная погрешности
- •1.3.5. Методическая погрешность
- •1.3.6. Погрешность взаимодействия
- •1.3.7. Динамическая погрешность
- •1.3.8. Субъективная погрешность
- •2. Обработка результатов измерений
- •2.1. Погрешности измерений
- •2.2. Описание случайных погрешностей с помощью функций распределения
- •2.3. Числовые характеристики или моменты случайных величин.
- •2.4. Однократные измерения
- •2.5. Обработка результатов многократных измерений.
- •2.6. Интервальная оценка дисперсии результатов измерений.
- •2.7. Проверка нормальности распределения результатов наблюдений.
- •2.8. Систематические погрешности. Их виды. Методы определения в эксперименте систематических погрешностей
- •2.9. Обработка результатов измерения при наличии случайной и систематической погрешностей
- •2.10. Косвенные измерения. Коэффициент корреляции
- •3. Методы и приборы электрических измерений
- •3.1. Аналоговые электроизмерительные приборы
- •3.1.1. Общие сведения
- •3.2. Электромеханические измерительные приборы
- •3.2.1. Приборы магнитоэлектрической системы
- •3.2.2. Приборы выпрямительной системы
- •3.2.3. Приборы термоэлектрической системы
- •3.2.4. Приборы электромагнитной системы
- •3.2.5. Приборы электродинамической системы
- •3.2.6. Электростатические вольтметры
- •3.2.7. Приборы индукционной системы
- •3.3. Электронные измерительные приборы
- •3.3.1. Электронные вольтметры переменного напряжения
- •3.3.2. Выпрямители (детекторы)
- •3.3.3. Особенности электронных измерительных приборов
- •4.Измерительные генераторы сигналов.
- •5.Электронно-лучевые осциллографы.
- •5.1.Применение осциллографов.
- •6. Цифровые измерительные приборы
- •6.1. Цифровые методы и средства измерений
- •6.2. Цифровые частотомеры
- •6.3. Цифровые вольтметры и мультиметры
- •6.3.1. Структура цифрового вольтметра
- •6.3.2. Структура цифрового мультиметра
- •7. Измерительные преобразователи.
- •2. Литература дополнительная
- •3. Литература нормативная
- •4. Методические пособия и указания
7.4. Амплитудно-модулированные колебания. Коэффициент глубины модуляции. Осциллографические методы определения коэффициента модуляции линейной, синусоидальной и эллиптической разверток.
7.5. Определить необходимое сопротивление шунта амперметра на ток 0,1 А сопротивлением 2 Ом и величину добавочного сопротивления милливольтметра на 150 мВ сопротивлением 25 Ом, чтобы указанными приборами можно было измерить ток до 10 А, а напряжение – до 150 В.
8.1. Определить суммарное напряжение на зажимах цепи и максимально возможную относительную погрешность при его измерении (рис. 11), если напряжения на сопротивлениях R1, R2 и R3 равны соответственно: U1 = 110 B, U2 = 80 B, U3 = 30 B. Напряжения на сопротивлениях R1 и R2 измерялись вольтметрами на 150 В класса точности 2,5, а напряжение на сопротивлении R3 – вольтметром на 50 В класса точности 1,5.
Рис. 11
8.2. Определить относительную погрешность измерения коэффициента амплитудной модуляции методом линейной развертки с помощью электронного осциллографа. Отношение максимального и минимального размаха сигнала на осциллограмме составляет UMAX = 2 UMIN. Действительные параметры сигнала: UMAX = 10,23 В, UMIN = 5,5 В.
8.3. Виды искажений сигналов. Коэффициент гармоник. Структурная схема измерителя нелинейных искажений, принцип работы.
8 .4. Определить сопротивление резистора Rx (рис. 12), включенного в плечо уравновешенного моста постоянного тока, если R2 = 5 кОм, R3 = 1 кОм, R4 = 5 кОм. Оценить, какой минимальной чувствительностью должен обладать индикатор, если его внутреннее сопротивление 0,6 кОм, напряжение источника питания Е = 6 В, а Rx необходимо измерить с относительной погрешностью 2 %.
Рис. 12
8.5. С помощью осциллографа исследуется импульсное напряжение прямоугольной формы с периодом Тх в три раза меньшим, чем период пилообразного напряжения развертки Тр. Начертить осциллограмму, которая должна получиться на экране осциллографа. Привести поясняющие графики напряжений исследуемого сигнала и развертки. Как изменится осциллограмма, если увеличить период напряжения развертки Тр относительно периода исследуемого сигнала Тх в 5 раз, 10 раз?
9.1. Возможно ли с помощью аналогового вольтметра, имеющего класс точности 1,0 и предел измерения 30 В, измерить напряжение 12 В с относительной погрешностью, не превышающей 2 %?
9.2. Начертить схему трехпредельного вольтметра постоянного напряжения. Рассчитать добавочные сопротивления вольтметра для измерений напряжений с пределами: 1, 10, 100 В. В качестве измерителя используется микроамперметр, у которого ток полного отклонения 75 мкА и внутреннее сопротивление 700 Ом.
9.3. При каком соотношении максимальной и минимальной амплитуды модулированных колебаний коэффициент модуляции равен 50 %? Ответ пояснить рисунками и блок-схемой получения сигнала.
9.4. Классификация измерительных генераторов. Подгруппы генераторов. Обобщенная структурная схема и основные параметры генератора.
9.5. Частота сигнала измерялась методами линейной и круговой развертки. В результате были получены осциллограммы, изображенные на рис. 13. При измерении частоты методом яркостных меток времени круговая развертка осуществлялась напряжением с частотой 80 Гц. Определить относительную погрешность измерения частоты методом линейной развертки, если коэффициент развертки по горизонтали равен 50 мкс/дел.
Рис. 13
10.1. Имеются вольтметры с открытыми входами, шкалы которых проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения, детектор соответственно пиковый, среднеквадратического и средневыпрямленного значений. Измеряемое напряжение имеет коэффициент амплитуды 1,73 и коэффициент формы 1,16. Необходимо по показаниям одного из вольтметров найти показания двух других: 1) показания вольтметра с пиковым детектором 26,0 мВ; 2) показания вольтметра с детектором среднеквадратического значения 24,0 мВ; 3) показания вольтметра с детектором средневыпрямленного значения 24,2 мВ.
10.2. На экране осциллографа получено изображение следующего вида (рис. 14). Напряжение синусоидального сигнала образцовой частоты 300 Гц подведено к Х-пластинам ЭЛТ. Напряжение измеряемой частоты – к Y-пластинам ЭЛТ. Определить частоту сигнала и пояснить принцип измерения. Изобразить фигуру, которая будет получена на экране ЭЛТ, если образцовый сигнал подать на пластины Y, а
измеряемый – на пластины Х.
Рис. 14
10.3. Определить пределы инструментальных абсолютной и относительной погрешностей измерения напряжения 8,6 В, если измерения проводились магнитоэлектрическим вольтметром с нулем в середине шкалы, классом точности 2,5 и пределами измерения 25 В.
10.4. Что такое период, частота и нестабильность частоты? В каком диапазоне частот используют понятие «длина волны»? Структурная схема и принцип работы цифрового частотомера.
10.5. Параметры конденсатора с малыми потерями измеряются с помощью моста переменного тока (рис. 15). Определить значения Сх, Rп, tg, если С0 = 0,1 мкФ, R2 = 100 Ом, R3 = 200 Ом, R4 = 100 Ом. Частота питающего напряжения – 1 кГц.
Рис. 15
Краткое содержание курса «Методы электрических измерений».