Автоматизация измерений

[1. С. 356-382; 4. С. 403-430]

12.1. Основные направления автоматизации измерений. Классификация информационно-измерительных систем.

12.2. Основные принципы построения информационно-измерительных систем на основе Государственной системы приборов.

12.3. Стандартные интерфейсы измерительных систем: структуры интерфейсов, основные характеристики интерфейсов КАМАК и МЭК.

 

ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Государственная система стандартизации

Международная стандартизация

[1. С. 383-413; 3. С. 1-37]

13.1. Основные понятия и определения в области стандартизации и сертификации. Цели и задачи стандартизации и сертификации. Органы и службы стандартизации и сертификации. Связь стандартизации, сертификации и метрологии.

13.2. Основные системы стандартов в радиоэлектронике и связи. Основополагающие стандарты в области метрологического обеспечения.

13.3. Органы и службы стандартизации и сертификации. Госстандарт России, его службы и организации. Службы стандартизации и сертификации министерств и ведомств.

13.4. Международная организация по установлению единых норм, требований и методов испытаний оборудования связи.

III. Тематика лабораторного практикума

 

Исследование метрологических характеристик аналогового измерительного прибора.

Измерение напряжения электрических сигналов электронными вольтметрами.

Измерение ослабления и АЧХ четырехполюсников и трактов связи.

Исследование методов измерения частоты и временных интервалов.

Исследование методов измерения фазового сдвига четырехполюсников.

Исследование основных методов измерения параметров двухполюсников.

Анализ спектра сигналов и измерение нелинейных искажений.

Измерение параметров сигналов электронно-лучевым осциллографом.

IV. Список литературы

 

Основная

 

1. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи/ Под ред. Б.П.Хромого. - М.: Радио и связь, 1986. - 418 с.

2. Кушнир Ф.В., Савенко В.Г., Верник С.М. Измерения в технике связи. - М.: Связь, 1976. - 432 с.

3. Основные положения обязательной сертификации технических средств электросвязи ВСС России. Система сертификации «Электросвязь». Сборник нормативных документов. М. 1997, - 50 с.

 

 

Дополнительная

 

4. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения. - Л.: Энергоатомиздат. 1983. - 318 с.

5. Мирский Г.Я. Электронные измерения. - М .: Радио и связь, 1986. - 440с.

6. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. - М.: Радио и связь, 1985. - 368 с.

7. Винокуров В. И., Каплин С. И., Петелин И. Г. Электрорадиоизмерения. - М .: Высшая школа. 1986, - 352 с.

V. Основные требования к выполнению и правила

оформления контрольного задания

 

1. Согласно учебному плану студент должен выполнить контрольное задание, которое состоит из четырех задач. Все задачи составлены по 100-вариантной системе. Вариант задания в каждой задаче определяется двумя последними цифрами студенческого билета, причем предпоследняя цифра студенческого билета обозначена в таблицах контрольного задания буквой " M ", а последняя буквой " N ". Номер студенческого билета и номер варианта задания указываются студентом в начале контрольной работы.

2. Контрольную работу выполняют в отдельной стандартной тетради в клетку или печатают на стандартной белой бумаге формата А4 на одной стороне листа (в последнем случае листы должны быть сброшюрованы в тетрадь). Страницы тетради должны быть пронумерованы, на каждой из них должно быть оставлено поле шириной 30-40 мм. Тетрадь должна быть подписана автором.

3. Прежде чем приступить к решению задачи, необходимо изучить по учебнику те разделы курса, по материалам которых она составлена. Условие задачи должно быть переписано в тетрадь полностью. Помимо того, нужно выписать из таблиц исходные числовые данные соответствующего варианта задания и, если имеется, воспроизвести рисунок.

4. В каждом пункте решения задачи первоначально нужно указать цель последующего расчета и привести (а в требуемых случаях вывести) в общем виде расчетные формулы. При этом необходимо указать литературный источник, из которого взята данная формула, со ссылкой на номер страницы или формулы. К расчетным формулам, а также ко всем входящим в них и вводимым в процессе решения задач условным обозначениям физических величин нужно дать подробные комментарии (объяснения). Недопустимо представлять решения без пояснительного текста в виде «голого» набора формул и вычислительных операций.

5. Расчет следует начать с подстановки в расчетную формулу числовых значений известных величин. В процессе расчета приводят результаты промежуточных вычислений и конечный результат. С целью сведения к минимуму возможных ошибок, исходные данные должны быть подставлены в формулу в основных единицах физической величины, предусмотренной международной системой единиц СИ (напряжение - в вольтах, ток - в амперах, сопротивление - в омах и т.п.). Так, если в условии напряжение задано в милливольтах, например U = 12мВ, в расчетную формулу его числовое значение должно быть подставлено как U = 12*10^-3 В. В то же время конечный результат должен быть проставлен в удобном для прочтения виде с использованием как основных, так и кратных или дольных единиц. Например, если в результате расчета получено, что ток I = 15*10 ^-6 А, то в ответе к решению следует записать I = 15 мкА.

При подстановке числовых значений физических величин в расчетные формулы, а также в процессе выполнения промежуточных вычислений размерность не проставляется.

6. Промежуточные вычисления выполняются с использованием такого числа значащих цифр, которое необходимо для обеспечения решения задачи с требуемой точностью. Для выполнения данного контрольного задания достаточно использовать шесть значащих цифр.

7. Конечные результаты расчетов должны, быть представлены с соблюдением правил округления и обязательным указанием единиц измерения, вычисленной физической величины.

8. В тех случаях, когда при расчете оценивают погрешность (неопределенность) результата измерений, он должен быть оформлен в соответствии с нормативным документом - методическими рекомендациями МИ1317-86. Согласно им окончательный результат расчета погрешности (неопределенности) должен быть выражен не более чем двумя значащими цифрами путем округления в большую сторону. Допускается статистические оценки погрешности (неопределенности) округлять по математическим правилам ( СТ СЭВ 543-77 ). Погрешность округления во всех случаях в соответствии с ГОСТ 8.401-80 не должна превышать 5%.

Критерием для округления конечного результата расчета измеряемой величины (результата измерения) является округленное значение абсолютной погрешности (неопределенности): младший разряд числового значения результата измерения должен быть одинаковым с младшим разрядом округленного значения абсолютной погрешности (неопределенности). Обратите внимание, что при округлении единицы измерения результата измерения и погрешности должны быть одинаковыми.

Если результат измерения содержит интервальные оценки погрешности (неопределенности), обязательно указание вероятности, с которой погрешность (неопределенность) находится в этом интервале. Кроме того, результат должен включать в себя условия проведения измерения (температура, давление, влажность, число наблюдений, частота, на которой проведены измерения, и т. п.).

Пример. Измеренное значение напряжения U = 21,71924 В, оценка границ относительной погрешности этого результата d_U = ±0,06156 % с вероятностью a =0,95. Измерение проведено в нормальных условиях. Оформить результат в соответствии с нормативными документами.

1) Вычислим оценку границ абсолютной погрешности измерения D_U = U* d_U /100 = 21,71924*0,06156/100 = 0,0133704 В = 13,3704 мВ.

2) Округлим оценку абсолютной погрешности измерения, содержащую шесть значащих цифр, до двух значащих цифр путем округления в большую сторону: D_U =0,014В =14мВ.

3) Вычислим погрешность округления абсолютной погрешности: (14-13,3704)*100/13,3704 = 4,70891%, следовательно, округление в большую сторону верно, так как погрешность округления не превышает 5%.

4) Округлим измеренное значение напряжения: U=21,719В, так как младший разряд абсолютной погрешности равен 0,001В.

5) Округлим оценку относительной погрешности измерения d_U = ±0,06156 %, содержащую четыре значащих цифры, до двух значащих цифр: d_U =0,062% погрешность округления относительной погрешности не превышает 5%.

6) Округление оценок абсолютной и относительной погрешностей измерения до одной значащей цифры невозможно, так как погрешность округления в этом случае превышает 5%.

7) Запишем результат измерения в соответствии с нормативными документами:

U=21,719 ± 0,014В; a=0,95; условия измерения нормальные; или

U= 21719 ± 14мВ; a=0,95; условия измерения нормальные; или

U=21,719В ± 0,062%; a=0,95; условия измерения нормальные; или

U=21719мВ ± 0,062%; a=0,95; условия измерения нормальные.

В случае необходимости выполнения ряда однотипных расчетов приводят расчет только для одного значения, результаты промежуточных вычислений и конечные результаты в этом случае сводят в таблицу.

9. Графики нужно строить на миллиметровой бумаге формата не менее А5 с соблюдением масштаба и указанием обозначения физических величин, откладываемых по осям. Пунктирными линиями необходимо иллюстрировать процесс построения. Точки пересечения соответствующих пунктирных линий, отображающие конечный или промежуточный результат построения, должны быть обозначены такими же цифрами, что и отправные точки, нанесенные на осях. При построении графика следует выбирать такие масштабы, чтобы график занимал не менее 2/3 площади листа и на нем можно было четко показать процесс построения.

10. В конце контрольной работы необходимо привести список литературных источников, использованных при ее выполнении.

После этого должна быть поставлена личная подпись студента и дата отправления контрольной работы на проверку.

11. Работа над ошибками должна быть выполнена на отдельных чистых страницах в той же тетради в конце работы с заголовком: “Работа над ошибками”. Недопустимо делать исправления в тексте проверенной работы. Если доработка контрольной работы оформлена в новой тетради (что не желательно), на повторную проверку она должна быть направлена вместе с провереннойконтрольной работой. Если контрольная работа зачтена с замечаниями, студент обязан к защите работыустранить все отмеченные преподавателем недостатки.

Следует иметь в виду, что к сдаче экзамена по курсу студенты допускаются только после защиты контрольной работы.