Измерение коэффициента передачи делителя (затухания):

а) в относительных единицах К=U_ВЫХ/U_ВХ           (например, 0,5)

б) или в дБ                             K=20 lg U_ВХ/U_ВЫХ (например, 6 дБ)

Структура погрешности включает:

- погрешности измерения входного и выходного напряжения (1 – 10);

- погрешности косвенных измерений (суммирование погрешностей прямых измерений выходного и входного напряжений делителя);

- погрешности вычислений и округления расчетов.

Электронные средства измерений согласно ГОСТ 15094-86

Подгруппа.	Вид.	Наименование.
А—приборы для измерения силы тока	А2 А3 А9	Амперметры постоянного тока. Амперметры переменного тока. Преобразователи тока.
Б—источники питания для измерений	Б2 Б5   Б6*   Б7*	Источники переменного напряжения (тока). Источники постоянного напряжения (тока). Источники питания с регулируемыми параметрами. Источники постоянного, переменного тока универсальные.
В—приборы для измерения напряжения	В1*   В2 В3 В4 В6 В7 В8   В9	Установки или приборы для поверки вольтметров. Вольтметры постоянного напряжения. Вольтметры переменного напряжения. Вольтметры импульсного напряжения. Вольтметры селективные. Вольтметры универсальные. Измерители отношения, разности, нестабильности напряжения. Преобразователь напряжения.
Г—генераторы измерительные.	Г2* Г3 Г4 Г5 Г6 Г7 Г8* Г9	Генераторы шумовых сигналов. Генераторы сигналов НЧ. Генераторы сигналов. Генераторы импульсов. Генераторы сигналов сложной формы. Синтезаторы частоты. Генераторы качающейся частоты. Генераторы испытательных импульсов.
Д—приборы для измерения ослаблений.	Д1 Д2* Д3* Д4* Д5* Д6* Д8*	Приборы для измерения ослаблений. Аттенюаторы резисторные, емкостные. Аттенюаторы поляризованные. Аттенюаторы предельные. Аттенюаторы поглощающие. Аттенюаторы электрические управляемые. Измерители ослаблений.
Е—приборы для измерения параметров компонентов и цепей с сосредоточенными постоянными.	Е1*     Е3	Установки или приборы для проверки измерителей параметров компонентов и цепей. Измерители индуктивности.
И—приборы для импульсных измерений	И1* И2* И4 И9	Установки или приборы для поверки. Измерители временных интервалов. Измерители параметров импульсов. Преобразователи импульсных сигналов.
К—установки измерительные, системы измерительные автоматизированные	К2 К3*   К4* К5*   К6*	Установки измерительные. Установки измерительные автоматизированные комплексные. Приборы (блоки) измерительных установок. Приборы комплексных автоматизированных измерительных установок. Системы измерительные автоматизированные.
Л—приборы для измерения параметров электровакуумных, полупроводниковых приборов и микросхем	Л2   Л3*   Л4	Измерители параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Измерители параметров электровакуумных приборов. Измерители шумовых параметров полупроводниковых приборов.
М—прибор для измерения мощности.	М1*   М2 М3 М5*	Установки или приборы для поверки ваттметров. Ваттметры проходящей мощности. Ваттметры поглощаемой мощности. Преобразователи приемные (головки).
Н—меры электрических величин.	Н2   Н3     Н4 Н5 Н6 Н7	Меры (набор мер) пассивных электрических величин. Средства измерений для воспроизведения электрических величин элементов и трактов с распределенными параметрами. Калибраторы постоянного напряжения (тока). Калибраторы переменного напряжения (тока). Калибраторы фаз. Калибраторы мощности.
П—приборы для измерения напряженности поля, плотности потока энергии, радиопомех и параметров антенн.	П1*     П3   П4 П5 П6 П7	Установки или приборы для поверки приборов, измеряющих напряженность поля, плотность потока энергии и радиопомехи. Измерители напряженности электромагнитного поля. Измерители радиопомех. Приемники измерительные. Антенны измерительные. Измерители параметров антенн.
Р—приборы для измерения параметров элементов и трактов с распределенными постоянными.	Р1 Р2   Р3* Р4   Р5	Линии измерительные. Измерители модулей коэффициентов передачи и отражения. Измерители полных сопротивлений. Измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения. Измерители параметров линий передач.
С—приборы для наблюдения, измерения и исследования формы сигналов и спектров.	С1 С2*   С3 С4 С6 С7 С8 С9*	Осциллографы. Измерители коэффициента амплитудной модуляции. Измерители модуляции. Анализаторы спектров. Измерители коэффициента гармоник. Осциллографы стробоскопические Осциллографы запоминающие. Осциллографы специальные.
Т—генераторы цифровых сигналов.	Т2   Т3	Генераторы псевдослучайных последовательностей импульсов. Генераторы кодовых комбинаций импульсов.
У—усилители измерительные.	У2 У3 У4* У5 У6 У7*	Усилители селективные. Усилители переменного напряжения. Усилители НЧ. Усилители постоянного напряжения. Усилители мощности. Усилители универсальные.
Ф—приборы для измерения разности фаз и группового времени запаздывания (ГВЗ)	Ф1*   Ф2 Ф4   Ф5	Установки или приборы для поверки измерителей разности фаз и ГВЗ Измерители разности фаз. Измерители группового времени запаздывания. Измерители разности фаз импульсные.
Х—приборы для наблюдения характеристик радиоустройств.	Х1 Х2*   Х3* Х5 Х6	Приборы для наблюдения АЧХ. Приборы для исследования переходных характеристик. Приборы для исследования ФЧХ. Измерители характеристик шума. Приборы для исследования вероятностных характеристик случайных процессов.
Ц—анализаторы потока цифровых данных.	Ц2   Ц3 Ц4	Анализаторы логических состояний и временных диаграмм. Анализаторы сигнатур. Анализаторы кодовых последовательностей.
Ч—приборы для измерения частоты и времени.	Ч1 Ч2 Ч3 Ч5 Ч5* Ч6*   Ч7   Ч9	Меры (стандарты) частоты и времени. Частотомеры резонансные. Частотомеры электронно-счетные. Переносчики частоты. Преобразователи, синхронизаторы частоты. Синтезаторы, делители и умножители частоты. Приёмники эталонных сигналов частоты и времени, компараторы частотные, фазовые. Преобразователи частоты.
Э*—измерительные устройства коаксиальных и волноводных трактов.	Э1* Э2* Э3* Э4* Э5* Э6* Э7* Э7* Э8* Э9*	Трансформаторы. Переходы, соединители. Переключатели. Модуляторы. Направленные ответвители. Вентили ферритовые. Головки детекторные. Головки смесительные. Фильтры. Нагрузки.
Я—блоки измерительных приборов.	Я1     Я2     Я3     Я4   Я5 Я6   Я7     Я8     Я9	Для измерения силы тока, напряжения, параметров компенсаторов и цепей с сосредоточенными постоянными. Для измерения параметров элементов и трактов с распределёнными постоянными; блоки приборов для измерения мощности. Для измерения частоты и времени; блоки измерителей разности фаз и группового времени запаздывания. Для наблюдения и исследования форм аналоговых сигналов и спектров. Для источников питания. Для измерения напряжённости поля, плотности потока энергии, радиопомех и параметров антенн; блоки измерительных усилителей. Для генераторов; мер электрических величин; генераторов цифровых сигналов; для измерения ослабления. Для измерителей характеристик радиоустройств; параметров электровакуумных, полупроводниковых приборов и интегральных микросхем; для импульсных измерений. Для анализаторов потоков цифровых данных; преобразователей измерительных; для индикации результатов измерений; коммутаций.

* Согласно ГОСТ 15094-86 с 01.01.87 года при разработке и конструировании аппаратуры не применяются.

     Цифры после тире — номер разработки. По нему нельзя сказать о качестве прибора. Буквы за номером — номер модификации (А, Б, В, Г). Дробь — вариант модификации серии, разрабатываемой одновременно. Вторая буква К означает то, что прибор комбинированный. В таком приборе помимо основных функций имеются дополнительные возможности, т. е. расширение функциональных возможностей.

 

 

Вопросы для самопроверки

Лекция 1

1. В каком веке в России было организовано первое государственное пове­рочное учреждение и как оно называлось? 

2. Какой орган осуществляет управление метроло­гической службой России?

3. Что такое метрология?

4. Что такое измерение?

5. Назовите области и виды измерений, которые имеют прямое отношение к вашей специальности?

6. Приведите определение и примеры прямых измерений.

7. Приведите определение и примеры к освенных измерений.  

8. Приведите определение и примеры совместных измерений.

9. Что такое контроль и что является его результатом?  

10. Что такое принцип измерения?

11. Что такое алгоритм измерения?

12. Что такое метод измерений?  

13. Что такое методика измерений?

14. Что охватывает понятие средство измерений (СИ)?

15. Что называют датчиком? 

16.  Что такое мера физической величины?

17. Что такое измерительный прибор (ИП)? 

18. Что такое измерительная установка?

19. Что такое метрологические характеристики (МХ) СИ. Назовите их

Лекция 2

1. Что такое ГСИ?  

2. Что такое единство измерений?

3. Какой закон обеспечивает един­ство измерений в стране?

4. Назовите уровни метрологических служб в РФ.

5. Что такое поверка средства измерений.

6. Назовите виды поверки.

7. На каких уровнях осуществляется деятельность по ОЕИ?

8. Из каких подсистем состоит ГСИ?

9. Что собой представляет правовая подсистема ГСИ.

10. Что входит в структуру нормативных документов по ОЕИ?

11.  Что собой представляет техническая подсистема ГСИ?

12. Что собой представляет организационная подсистема ГСИ.

13. Назовите наиболее важные на ваш взгляд задачи ГСИ.

14. Какие подразделения входят в Государственную метрологическую службу?

15. На каких четырех осно­вах базируется метрологическое обеспечение?

16. Какой орган власти осуще­ствляет государственное управление деятельностью по ОЕИ в РФ?

Лекция 3

1. Какова структура метрологической службы (МС) России?

2. Назовите Государственные научные метрологические центры.

3. Каковы функции ЦСМ и С?

4. Что такое ГСВЧ?

5. Какие вы знаете МС федеральных органов управления?

6. Какова структура МС федерального органа управле­ния?

7. Какова структура МС юри­дического лица на примере промышленного предприятия?

8. Какие обязанности возлагаются на МС предприятия?

9. Какова цель проведения метрологической экспертизы?

10.  Что подвергают метрологической экспертизе?

11. Что такое Метрологический контроль и надзор?

12. Какие области и виды деятельности относятся к сфере государственного контроля и надзора? 

13.  Что включает Государственный метрологический контроль?

14. Чем занимается Владимирский ЦСМ?

Лекция 4

1. Каким образом и для чего осуществляется утверждение типа СИ?

2. Что такое Метрологическая аттестация (МА) СИ?

3. Какие СИ проходят МА?

4. Что такое Государственные приемочные испытания СИ(ГПИ)?

5. Что такое Государственные контрольные испытания СИ (ГКИ)?

6. Какие органы имеет право поверки СИ?

7. Какое физическое лицо имеет право поверки?

8. Что такое поверительное клеймо и Свидетельство о поверке?

9. Назовите виды поверки и их особенности.

10. Какая деятельность с СИ подлежит лицензированию органами ГМС?

11. Что такое лицензия и кому она выдается?

12. Что такое калибровка средств измерений? Когда и кем она осуществляется?

13.  Что такое эталон?

14. Что такое Поверочная схема, и какие они бывают?  

15. Как осуществляется передача информации о размере единицы ФВ? 

16. Какие бывают эталоны и в чем их особенности?

17. Что такое метрологическая надежность СИ, и какие понятия она включает?

18. Каков порядок проведения сертификации?

19. Назовите международные организации по метрологии.

Лекция 5

1. Что такое истинное, действительное и измеренное значение физической величины? 

2. Что такое погрешность измерения?

3. Какие факторы, влияющие на резуль­таты измерения, необходимо учитывать? 

4. Как уменьшить влияние Объекта на результат измерения?

5. Как выбрать метод измерения?

6. В чем состоит влияние СИ на измеряемую величину?

7. По каким условиям можно классифицировать погрешности измерений?

8. Как отличить погрешности методические и инструментальные?

9. Как отличить погрешности статические и динамические?

10. Как отличить погрешности основную и дополнительную?  

11. Какие условия считаются нормальными и рабочими?

12. Что такое класс точности прибора? Какие значения он может принимать?

13. Что такое предел основной допускаемой погрешности? Приведите формы аналитического выражения.

14. Что такое промах и что с ним делают? 

15. Какие погрешности называют систематические, дрейфовые и случайные?

16. Задача. Установлено, что максимальная приведенная погрешность вольтметра не превышает 0,01N% (N здесь и далее – номер студента по списку группы). Какое значение класса точности следует указать в ТО? Для выбранного класса точности р определить аб­солютную погрешность результата измерения в точке х = 4N (В) на пределе измерения х_к = 100 В. Оценить относительную и приведенную погрешности результата. Выразить погрешность 2-членной формулой, в которой аддитивная и мультипликативная составляющие равны между собой в точке х = 4N (В) на пределе измерения х_к = 100 В. Записать выражение для относительной погрешности результата измерения.

Лекция 6

1. Когда применяется нормальный закон распределения погрешностей?

2. Какова для нормального закона распределения вероятность того, что случайная составляющая погрешности измерения не выходит за пределы интервала ±3s; ±2,6s; ±2s и ±1,6s?  

3. Когда применяют закон распределения Стьюдента?

4. Как определить случайную погрешность для закона распределения Стьюдента?

5. Когда применяют равномерный закон распределения?

6. Когда применяют треугольный закон распределения (закон Симпсона)?

7. Когда применяют арксинусный закон распределения?

8. Как найти систематическую погрешность для смещенного закона распределения?

9.  Что такое квантильные оценки погрешности?

10. Какая доверительная погрешность имеет однозначное соотношение с СКО вне зависимости от вида распределения? 

11. Сколько нужно сделать отсчетов при отбрасывании 2-х для Р_д = 0.9; 0.95; 0.99?

12. Задача. Определить максимальную погрешность, если s=0,1N% для законов распределения: равномерный, треугольный, арксинусный и нормальный.

Лекция 7

1. Как и почему при подготовке к измерениям учитывают модель объекта?  

2. Как изменяется модель резистора на разных частотах?  

3. Как выбирается метод измерений и СИ?

4. Какие факторы следует учитывать при выборе СИ?

5. Что такое диффузность объекта и как она влияет на выбор точности СИ?

6. Что делается для уменьшения систематических погрешностей?

7. Как обнаружить НСП?

8. Что делают для исключения НСП?

9. Что такое МВИ и что она устанавливает?

10.  Что должен делать оператор при подготовке к измерениям?

11. Каковы требования к СИ для контроля условий измерений?

12. Назовите этапы и требования к обработке результатов, полученных в процессе измерений.

Лекция 8

1. Какие способы и приемы могут использоваться в процессе эксперимента для уменьшения систематических погрешностей?

2. Как приближенно оценивается НСП?

3. Приведите точную методику оценки НСП.

4. Как оценить погрешность результата прямого однократного измерения D = D(P_д) для известных значений оценки СКО S(A) и НСП?

5. Как записывается результат прямого однократного измерения?

6. Когда погрешность результата измерения равна пре­делу основной погрешности СИ D_си, определяемой по технической документации?  

7. Когда возникает необходимость многократных измерений и что это дает?

8. Каким образом многократные измерения позволяют отфильтровать случайную погрешность?

9. Что такое доверительная вероятность и доверительный интервал? 

10. Каким образом можно исключить промахи из совокупности отсчетов?

11. Как правильно выбрать коэффициент k при оценке НСП?

12. Как найти границы случайной суммарной и систематической погрешности (НСП) многократных измерений?

13. Приведите методику обработки результатов многократных измерений.

14. Как правильно суммировать погрешности систематические и случайные?

15. Как оценить погрешность косвенных измерений, если функциональная зависимость представляет собой нелинейную дифференцируемую функцию?

16.  Как оценить суммарные границы ±D погрешности результата косвенного измерения вычисляют с учетом границы НСП и доверительной границы случайной погрешности?   

Лекция 9

1. К какой группе по условиям эксплуатации обычно относят эталоны и меры?

2. Каким образом эталоны воспроизводят основные и производные единицы?

3. Где хранятся государственные эталоны? 

4. Какова погрешность эталона единицы длины ранее и сегодня?

5. Какова погрешность эталона единицы времени сегодня?

6. Что содержит Государственный эталон времени и частоты?

7. Что собой представляет Эталон единицы силы электрического тока?

8. Что собой представляет Эталон разности электрических потенциалов (напряжения) и какова его погрешность?

9. Каковы недостатки элемента Вестона? 

10. Для чего применяют зенеровские опорные элементы и какова их погрешность? 

11. Какую погрешность обеспечивают эталоны на основе эффекта Джозефсона?

12. Что собой представляет Эталон электрического сопротивления?

13. Что собой представляет эталон емкости?

14. Что собой представляют эталоны индуктивности?  

15. Что собой представляет эталон затухания?

Лекция 10

1. Назовите «активные» и «пассивные» объекты радиоизмерений.

2. Чем отличаются схемы измерения «активного» и «пассивного» объекта? 

3. Чем отличаются схемы «активного» и «пассивного» РИП? 

4. Назовите источники погрешностей.

5. Как снизить обратное влияние СИ на измеряемый объект?

6. Какие виды и особенности согласования вам известны?

7. Что такое статическая характеристика прибора?

8. Назовите виды и особенности статических характеристик РИП.

9. Как может быть записана и представлена на графике абсолютная погрешность, если она только аддитивная, только мультипликативная или является суммой?

10. Как может быть записана и представлена на графике относительная погрешность, если она только аддитивная, только мультипликативная или является их суммой?

11. Какие схемы соединения звеньев РИП (модулей) вы знаете и где в каждой из них размещена мера?

12. Как работают мостовые схемы и какие они бывают? 

13. Где и почему применяют мостовые методы измерения?

14. Как выглядит формула относительной погреш­ности СИ, если значения аддитивной и суммарной составляющей абсолютной погрешности выразить в долях конечного значения диапазона измере­ний x _к?

15. Задача. Максимальная приведенная погрешность вольтметра 0,01N%. Выберите класс точности и запишите 2-членной формулой выражение для относительной погрешности результата измерения так, чтобы аддитивная составляющая была в 2 раза больше мультипликативной в точке х_к=100 В. Выбрать a и b.

Лекция 11

1. Чем отличаются цифровые приборы от аналоговых, активные (измерители устройств) от пассивных (измерители сигналов)?

2. Что содержит аналоговая и цифровая части прибора?

3. Какой прибор можно назвать «интеллектуальным»?

4. Зачем нужен ЦАП в РИП? 

5. Перечислите основные функции МПС в РИП.

6. Приведите примеры обработки данных в ЦИП. 

7. Поясните методику коррекции «О», калибровки коэффициента передачи и компенсации нелинейности АХ.

8. Поясните методику уменьшения влияния случайной погрешности.

9. Когда при выборе между жесткой логикой и МП предпочтение отдается МПС?

10. Что ограничивает применение МПС?

11. В каких кодах АЦП представляет аналоговый измерительный сигнал?

12. Каковы преимущества Кодов Фибоначчи?  

13. Представьте число 1000-7N в десятичной форме.

14. Представьте число 1000-7N в двоичной форме.

15. Представьте число 1000-7N в двоично-десятичной форме.

16. Представьте число 1000-7N в виде кода Фибоначчи.

Лекция 12

1. Какие операции содержит процедура аналого-цифрового преобразования? 

2. Как следует выбирать период дискретизации?

3. Поясните метод последовательного счета, его достоинства и погрешности.

4. Поясните метод последовательного приближения, его достоинства и погрешности.

5. Поясните метод считывания, его достоинства и погрешности.

6. Каковы особенности комбинированных методов?

7. Назовите метрологические характеристики АЦП.

8. Как можно поверить АЦП?

9. Назовите виды ПКА и основной принцип работы каждого.

10. Как выбрать размер интервала гистограммы?

11. Сколько столбцов должно быть для объема выборки 20N и 300 - 10N?

Лекция 13

1. Какова структура погрешности измерения коэффициента передачи усилителя (1000 Гц, К=100N) с учетом составляющих объект, субъект, метод, СИ, условия? С классификацией погрешностей. 

2. Назовите виды и наименования приборов подгрупп В, С и Ч.

3. Назовите виды и наименования приборов подгрупп М, Ф и Х.

4. Что можно сказать о приборах В7-34А, В7-39 и В2-38?

5. Что можно сказать о приборах СК4-56, С4-60, С6-11?

6. Что можно сказать о приборе В7-40/1?

 

Список литературы

1. Басаков М.И. Основы стандартизации, метрологии и сертификации: 100 экзаменационных ответов. – Москва – Ростов на Дону: Март, 2003. – 256 с.

2. Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения. - М.: Высшая школа, 1986. - 351 с.

3. Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения. - М: Радио и связь, 1993. - 320 с.

4. Зограф И.А., Новицкий П.Ф. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

5. Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. – М: Пост-маркет, 2000. – 352 с.

6. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пеp. с англ. - М.: Миp, 1990. - 535 с.

7. ГОСТ Р 8.000-2000. Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения. – М: Издательство стандартов, 2000. – 5 с.