Желбаков И.Н., Кончаловский В.Ю., Солодов Ю.С. Метрология, стандартизация, сертификация - файл n1.doc

приобрести
Желбаков И.Н., Кончаловский В.Ю., Солодов Ю.С. Метрология, стандартизация, сертификация
скачать (8721.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc8722kb.07.07.2012 01:23скачать

n1.doc

1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   41

ОУ



К заданию № 3.

Таблица 5.

№ вар.



сх.

R ,

кОм

R1п,

%

R ,

кОм

R2п,

%

I1п ,

мкА

I2п ,

мкА

Еп,

мВ

Rп ,

Ом

Uвых ,

В

1

2

3

4

5

1

2

1

2

1

9

1

90

10

18

0,02N

0,6/N

0,01N

0,6/N

0,03N

1

10

10

100

2

0,02N

0,6/N

0,01N

0,6/N

0,03N

0,5

0,5

0,5

0,2

0,2

0,5

0,5

0,5

0,2

0,2

1

2

5

2

5

1000N

N + 2

10000/N

5N

1000N

10,31 – N

10,58 – N

9,07

8,08

7,43

6

7

8

9

10

1

2

1

2

1

9

1

90

10

18

0,05N

1/N

0,05N

1/N

0,05N

1

10

10

100

2

0,05N

01/N

0,05N

1/N

0,05N

5

1

1

0,5

2

5

1

1

0,5

2

1

2

5

2

5

1200/N

N

1000N

10N

1000

1,125

0,986

9,78 – N

0,944

1,821

11

12

13

14

15

2

1

2

1

2

1

99

2

198

5

0,05N

1/N

0,05N

1/N

0,05N

100

1

200

2

500

0,05N

1/N

0,05N

1/N

0,05 N

0,5

0,5

0,5

0,2

0,1

0,5

0,5

0,5

0,2

0,1

0,5

1

0,5

1

0,5

N/2

1000

N

1000N

2N

10,35 – N

10,58 – N

9,97

8,73

7,69

16

17

18

19

20

1

2

1

2

1

9

1

90

10

18

0,02N

0,4/N

0,05N

0,4/N

0,05N

1

10

10

100

2

0,02N

0,4/N

0,05N

0,4/N

0,05N

1

2

0,1

0,2

2

1

2

0,1

0,2

2

2

5

2

5

2

1000N

N + 2

10000/N

5N

1000N

3,89 + N

2,033

2,176

2,220

1,88 + N

21

22

23

24

25

2

1

2

1

2

1

99

2

198

5

0,05N

0,4/N

0,05N

0,4/N

0,05N

100

1

200

2

500

0,05N

0,4/N

0,05N

0,4/N

0,05N

0,5

0,2

0,2

0,5

0,2

0,5

0,2

0,2

0,5

0,2

2

1

1

0,5

0,5

N/2

1000

N

1000

2N

1,77 + N

3,158

1,930

9,06

9,54

26

27

28

29

30

1

2

1

2

1

9

2

90

5

18

0,02N

0,3/N

0,03N

0,3/N

0,03N

1

200

10

500

2

0,02N

0,3/N

0,03N

0,3/N

0,03N

1

0,2

0,5

0,1

0,1

1

0,2

0,5

0,1

0,1

5

0,5

1

0,5

2

1200/N

N + 2

12000/N

N + 5

1200/N

8,08

7,32

6,86

1,883

1,774

31

32

33

34

35

2

1

2

1

2

2

99

5

198

1

0,03N

0,2/N

0,02N

0,5/N

0,03N

200

1

500

2

100

0,03N

0,2/N

0,02N

0,5/N

0,03N

0,2

0,1

0,2

0,1

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,1

0,2

0,5

0,2

0,5

0,5

N/2

1000

N + 2

1000

N/2

0,894

1,803

1,696

9,46

9,92

36

1

9

0,02N

1

0,02N

0,5

0,5

1

1000

8,262



Задание № 4.
Тема: “Метрологический расчет измерительного усилителя ”.
Индивидуальные задания.
Измерительный усилитель (ИУ) постоянного напряжения построен на базе операционного усилителя по схеме 1 (рис. 1а) или по схеме 2 (рис. 2а), где R1 и R2 – резисторы отрицательной обратной связи. Нормирующее значение выходного напряжения измерительного усилителя Uвых,н= 10 В. Операционный усилитель можно считать идеальным за исключением следующих параметров: ЭДС смещения (Е) и входные токи (I1 и I2) не равны нулю.

Измерительный усилитель предназначен для усиления ЭДС Евх активного двухполюсника с выходным сопротивлением R. Соответствующие эквивалентные схемы представлены на рис. 1б и рис. 2б, где ОУ – идеальный операционный усилитель. Информация об элементах этих схем и погрешности ИУ приведена в табл. 6, где

R, R – номинальные значения сопротивлений резисторов R1 и R2,

Rп – предельное значение сопротивления активного двухполюсника,

c/d – класс точности ИУ.
1. Необходимо:
1.1. Выбрать

R1п, R2п – предельные значения относительных погрешностей резисторов R1 и R2,

I1п , I2п – предельные значения входных токов ОУ,

Еп – предельное значение модуля ЭДС смещения ОУ.

1.2. Доказать, что погрешности ИУ не превышают по модулю предельных значений, гарантируемых классом точности ИУ. Привести пример типа микросхемы ОУ, на которой можно реализовать ИУ.
2. Напряжение Uвых измерено цифровым вольтметром типа Щ4316 в нормальных условиях на диапазоне, обеспечивающем минимальную погрешность измерений. Выходное сопротивление R активного двухполюсника не превышает значения Rп. Характеристики вольтметра приведены в табл. 1, полученное значение Uвых приведено в табл. 6. Считая, что ИУ имеет заданный класс точности, найти Евх с указанием пределов погрешностей измерений, соответствующих вероятностям P = 1 и P = 0,95; записать результат измерения в установленной форме.
К заданию № 4.

Таблица 6.



варианта



схемы

R ,

кОм

R ,

кОм

Rп ,

Ом

c/d

Uвых ,

В

1

2

3

4

5

2

1

2

1

2

1

99

2

198

5

100

1

200

2

500

N + 1

100N

N + 2

100N

N + 2

0,2/0,1

0,2/0,1

0,2/0,1

0,2/0,1

0,2/0,1

10,37 – N

11,58 – N

9,44

10,56

3,56

6

7

8

9

10

2

1

2

1

2

1

99

2

198

5

100

1

200

2

500

N/2

1000

N

1200N

2N

0,5/0,2

0,1/0,05

0,5/0,2

0,5/0,2

1,0/0,5

11,37 – N

10,58 – N

8,37

9,48

8,83

11

12

13

14

15

1

2

1

2

1

9

1

90

10

18

1

10

10

100

2

10000/N

N

1000N

10N

12000/N

0,5/0,2

0,5/0,2

1,0/0,5

0,5/0,2

1,0/0,5

1,245

0,976

10,78 – N

1,844

2,92

16

17

18

19

20

2

1

2

1

2

1

99

2

198

5

100

1

200

2

500

N/2

1000

N

1000

2N

1,0/0,5

0,2/0,1

0,5/0,2

1,0/0,5

0,5/0,2

2,76 + N

4,05

5,44

9,66

10,44

21

22

23

24

25

1

2

1

2

1

9

1

90

10

18

1

10

10

100

2

1000N

N + 2

12000/N

5N

1000N

1,5/1,0

0,5/0,2

1,0/0,5

1,5/1,0

0,5/0,2

2,53 + N

2,04

2,27

8,32

1,98 + N

26

27

28

29

30

2

1

2

1

2

2

99

5

198

1

200

1

500

2

100

N/2

1000

N + 2

1000

N/2

0,5/0,2

1,5/1,0

0,5/0,2

1,5/1,0

0,5/0,2

1,984

0,883

1,976

10,96

9,68/N

31

32

33

34

35

1

2

1

2

1

9

2

90

5

18

1

200

10

500

2

1200/N

N + 2

12000/N

N + 5

1200/N

0,5/0,2

1,0/0,5

0,2/0,1

1,5/1,0

0,5/0,2

8,40

8,32

7,86

1,833

6,87

36

2

2

200

5N

1,5/1,0

5,62



ГЛОССАРИЙ


Аналого-цифровой преобразователь {2К15}

Бурдон (Bourdon, 1808-1884) – французский инженер, по имени которого названы манометры, чувствительный элемент которых представляет собой упругую металлическую трубку, закрытую с одного конца и согнутую дугой. Под давлением жидкости трубка стремится увеличить свой объём и при этом несколько распрямляется.



Вольтметр аналоговый {2К11}
Вольтметр цифровой {2К14}

Гук (Хук, Hooke) Роберт (1635-1703) – английский учёный, экспериментатор, архитектор.



Гальванометр {2К10}
Государственная система обеспечения единства измерений – {1К1}

Джозефсон Брайан (р. 1940) – английский физик. (См. {4К5})



Диапазон показаний средства измерений – {1К14}
Единство измерений {1К1}

Зеебек Томас Иоганн (Seebeck; 1770 – 1831) – профессор Берлинского университета.



Измерительный механизм {2К3}
Измерительный преобразователь – {1К6}
Исправленный результат измерения – {1К12}
Инструментальная погрешность измерения – {1К8}
Клипцинг Клаус (р. 1943) – немецкий физик. (См. {4К5})
Компаратор {2К16}
Компенсатор {2К13}
Класс точности средств измерений {1К18}
Метрологическая характеристика средства измерений – {1К13}
Основная погрешность средства измерений – {1К17}
Погрешность результата измерения – {1К7}
Погрешность средства измерений – {1К15} {1К16}

Пуассон (Poisson) Симеон Дени (1781-1840) – французский математик и физик, почётный член Петербургской АН.

Сильфон – тонкостенная металлическая цилиндрическая оболочка с поперечной гофрированной боковой поверхностью; расширяется или сжимается вдоль оси подобно пружине под действием разности давления внутри и снаружи.



Систематическая погрешность измерения {1К9}
Средство измерений – {1К2}
Стандарт {5К3}
Технический регламент {6К1}
Техническое тегулирование {6К2}
Томсон Уильям, с 1892 г. за научные заслуги барон Кельвин (Kelvin, 1824-1907) – английский физик.
Физическая величина {1К2}
Функция преобразования – {1К14}

Хвольсон Орест Даниилович (1852-1934) – русский физик.




Холл Эдвин Герберт (1855-1938) – американский физик. (См. {4К5})




Юнг (Янг, Young) Томас (1773-1829) – английский физик.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ



АЦП – аналого-цифровой преобразователь.
ВИМС – Всесоюзный институт метрологии и стандартизации.

ВНИИМ – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева.
ВНИИФТРИ – Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений.
ГКМВ – Генеральная конференция по мерам и весам.
ГМС – Государственная метрологическая служба.
ГНМЦ – Государственный научный метрологический центр.
Госстандарт – Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (27.05.04 переименован в «Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии»).
ГСВЧ – Государственная служба времени и частоты.
ГСИ – Государственная система обеспечения единства измерений.
ГССО – Государственная служба стандартных, образцов состава и свойств
веществ и материалов.
ГСССД – Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.
ГЦИ – государственный центр испытаний средств измерения.
ГЭ – Государственный эталон.
ИСО – Международная организация по стандартизации (ISO – International Organization for Standartization).
ИМЕКО – Международная конференция по измерительной технике и приборостроению.
ИМ – измерительный механизм.
ИП – измерительный преобразователь.
МБМВ – Международное бюро мер и весов.
МВИ – методика выполнения измерений.
МД – международные документы.
МИ – методическая инструкция.
МККР – Международный консультативный комитет по радиосвязи.
МККТТ –Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии.
МКМВ – Международный комитет мер и весов.
МС – метрологическая служба.
МО – метрологическое обеспечение.
МОЗМ – Международная организация законодательной метрологии.
МР – международные рекомендации.
МЭК – Международная электротехническая комиссия.
МХ – метрологическая характеристика.
НИ – нуль-индикатор.
ПР – правила.

Р – рекомендация.



РД – руководящий документ.
РМГ – рекомендация межгосударственная.
РПК – расчётный перекрёстный конденсатор.
РСК – Российская сис­тема калибровки.
РФ – Российская Федерация.
СИ – средство измерений; система интернациональная.
СКО – среднее квадратическое отклонение.
СМС – стандартизация, метрология, сертификация.
СНГ – Союз независимых государств.
ТУ – технические условия.
ФВ – физические величины.

ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

«Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА»» (Министерство образования Российской федерации. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 650900 «Электроэнергетика». Квалификация – инженер. Москва, 2000).

ОПД.Ф.05. Метрология, стандартизация и сертификация.



Теоретические основы метрологии. Основные понятия, связанные с объектами измерения: свойство, величина, количественные и качественные проявления свойств объектов материального мира. Основные понятия, связанные со средствами измерений. Закономерности формирования результата измерения, понятие погрешности, источники погрешностей. Понятие метрологического обеспечения. Правовые основы обеспечения единства измерений. Основные положения закона РФ об обеспечении единства измерений. Структура и функции метрологической службы предприятия, организации, учреждения, являющихся юридическими лицами.

Исторические основы развития стандартизации и сертификации. Сертификация, ее роль в повышении качества продукции и развитие на международном, региональном и национальном уровнях. Правовые основы стандартизации. Международная организация по стандартизации (ИСО). Основные положения государственной системы стандартизации ГСС. Научная база стандартизации. Определение оптимального уровня унификации и стандартизации. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов. Основные цели и объекты сертификации. Термины и определения в области сертификации. Качество продукции и защита потребителя. Схемы и системы сертификации. Условия осуществления сертификации. Обязательная и добровольная сертификация. Правила и порядок проведения сертификации. Органы по сертификации и испытательные лаборатории. Аккредитация органов по сертификации и испытательных (измерительных) лабораторий. Сертификация услуг. Сертификация систем качества.
ОПД.Ф.04. Информационно-измерительная техника и электроника.
Полупроводниковые приборы; усилители переменного и постоянного тока; операционные усилители; компараторы; усилители и генераторы на операционных усилителях; логические элементы, комбинационные логические схемы, счетчики, регистры, запоминающие устройства; преобразователи кодов, индикаторы.

Информационно-измерительная техника; средства измерений; измерительные преобразователи и аналоговые электромеханические электроизмерительные приборы; электронные аналоговые и цифровые измерительные приборы, осциллографы, вольтметры, частотомеры; информационно-измерительные системы.


«Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ»» (Министерство образования Российской федерации. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Квалификация – инженер. Москва, 2000).
ОПД.Ф.04. Метрология, стандартизация и сертификация.
Основные понятия метрологического и инженерного эксперимента; характеристики средств измерений; оценка погрешностей при измерениях; электрический сигнал и формы его представления; электромеханические и электронные приборы; методы и средства измерений неэлектрических величин; цифровые измерительные приборы; применение вычислительной техники при измерениях; информационно-измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы; организационные, научно-методические и правовые основы метрологического обеспечения; основные положения закона РФ об обеспечении единства измерений; структура и функции метрологической службы предприятия, организации, учреждения.

Сертификация, ее роль в повышении качества продукции и развитие на международном, региональном и национальном уровнях; правовые основы стандартизации; международная организация по стандартизации (ИСО); основные положения государственной системы стандартизации ГСС; научная база стандартизации; определение оптимального уровня унификации и стандартизации; основные цели и объекты сертификации; термины и определения в области сертификации; качество продукции и защита потребителя; схемы и системы сертификации; условия осуществления сертификации; обязательная и добровольная сертификация; правила и порядок проведения сертификации; органы по сертификации и испытательные лаборатории; аккредитация органов по сертификации и испытательных (измерительных) лабораторий; сертификация услуг; сертификация систем качества.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация»
для студентов института радиотехники и электроники МЭИ (ТУ) (специальности 200100, 200300, 200400, 190700; лекции – 36 часов, лабораторные работы – 18 часов, объем самостоятельной работы по учебному плану – 76 часов).

Содержание лекций.

1. Основные понятия метрологии измерительного эксперимента (ИЭ).

Роль метрологии в повышении качества продукции и эффективности народного хозяйства. Значение стандартизации в метрологии. Вклад отечественных ученых в развитие метрологии.

Измерение. Физические величины. Прямые и косвенные измерения. Определение параметров моделей физических объектов. Средства измерительной техники (мера, измерительный преобразователь, измерительный прибор, измерительная система). Погрешности измерения: абсолютная и относительная; систематическая и случайная; инструментальная, методическая, отсчитывания, квантования.

Основные характеристики средств измерений: функции преобразования, диапазон измерения, входное сопротивление. Погрешности средств измерений: абсолютная, относительная и приведенная; меры, измерительного преобразователя, измерительного прибора; систематическая и случайная; статическая и динамическая; аддитивная, мультипликативная и линейности. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. Классы точности.

2. Общие вопросы оценки погрешностей при проведении ИЭ.

Разновидности оценок погрешностей ИЭ: результата ИЭ или технических средств, используемых при ИЭ; по пределам допускаемых значений или по законам распределения исходных величин; прямых или косвенных измерений. Формы представления результатов.

3. Основные методы повышения точности ИЭ.

Перебор альтернативных вариантов структурных или принципиальных схем, конструкций, алгоритмов. Уменьшение погрешностей ИЭ введением постоянных корректирующих сигналов, методом образцовых сигналов, включением дополнительных преобразователей на входе или выходе устройства, методом коммутационного инвертирования, применением обратной связи, экранированием, стабилизации влияющих факторов, многократными наблюдениями с последующим усреднением.

4. Аналоговые средства измерений электрических величин и особенности их применения.

Электромеханические измерительные приборы. Структурная схема и общая характеристика отдельных узлов.

Измерительные преобразователи тока и напряжения: шунты, добавочные сопротивления, делители, измерительные трансформаторы.

Электронные измерительные приборы. Электронные усилители и вольтметры постоянного и переменного тока. Электронно-лучевые осциллографы.

5. Электрические измерения неэлектрических величин.

Термоэлектрические, терморезисторные, тензорезисторные, реостатные и электромагнитные первичные измерительные преобразователи. Вторичные измерительные преобразователи с выходом по напряжению и току.

6. Измерительные приборы сравнения.

Мосты и потенциометры постоянного тока. Мосты переменного тока.

7. Цифровые средства измерений.

Основные характеристики аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, цифровых измерительных приборов (ЦИП). ЦИП для измерения частоты и периода. ЦИП для измерения напряжения и силы тока постоянного и переменного. Помехи нормального и общего вида, методы борьбы с ними в ЦИП. ЦИП со встроенными микро-ЭВМ. Регистрирующие ЦИП. Информационно-измерительные системы, интерфейсы.

8. Государственная система стандартизации.

Виды и методы, основные принципы стандартизации. Системы стандартов. Сертификация продукции.
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   41


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации