1) Чтоназывается измерениями? Измерения– это нахождение значения физической величины опытным путем с помощьюспециальных технических средств. В радиотехнике объектами измерения являютсяпараметры и характеристики радиотехнических цепей и сигналов в широком диапазонечастот вплоть до оптического.
2) Метрологиякак наука об измерениях.Метрология – это наука об измерениях и методах обеспечения их единства.Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическимипроблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теорияизмерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений,методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений иединообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методыпередачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большоезначение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений,влияющих на результаты и погрешности измерений.
3) Методы измерений. Метод измерений – это совокупностьприемов использования принципов и средств измерений. Все без исключения методыизмерения являются разновидностями одного единственного метода – методасравнения с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной,воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной). Различают следующиеразновидности этого метода:
метод непосредственной оценки, (значение измеряемой величиныопределяют непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, накоторую непосредственно действует сигнал измерительной информации, например,измерение электрического напряжения вольтметром);
метод противопоставления (измеряемая величина и величина,воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения –компаратор, например – равноплечие весы).
дифференциальный метод (сравнениемеры длины с образцовой на компараторе)
нулевой метод (результирующий эффект воздействия величин на приборсравнения равен нулю)
метод замещения – измеряемую величину заменяют известнойвеличиной, воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещениемизмеряемой массы и гирь на одну чашу весов)
метод совпадений – разность между измеряемой величиной ивеличиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал илипериодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом)
4) Методы измерений в зависимости отспособа получения результата
4.1Прямое измерение – измерение,при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытныхданных.
4.2Косвенное измерение– измерение, при котором искомое значение величины находят по известнойзависимости межу этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождениеплотности по массе и размерам)
4.3Совокупные измерения– производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, прикоторых искомые значения величин находят из системы уравнений, получаемых припрямых измерениях (нахождение массы гири в наборе поизвестной массе одной из них и по результатам сравнения масс различныхсочетаний гирь)
4.4 Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двухили более неодноименных величин для выявления зависимости между ними.
5) Методысравнения – противопоставления, дифференциальный, нулевой замещения,совпадений (см. п.3)
6) Единицафизической величины – физическая величина (ФВ) фиксированного размера,которой условно присвоено значение, равное единице, и применяемая дляколичественного выражения однородных физических величин. Различают основные,производные, кратные, дольные, когерентные, системные, внесистемные единицы.
Производная единица – единица производной ФВ системы единиц,образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицамиили же с основными и уже определенными производными. Производная единицаназывается когерентной, если в этомуравнении числовой коэффициент равен единице.
7) Международнаясистема СИ – когерентная система единиц ФВ. Включает в себя следующиевеличины:
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
8) Основныеединицы электрорадиоизмерений –
Частота
герц
Гц
Hz
С-1
Энергия (работа)
джоуль
Дж
J
Н . м
Мощность
ватт
Вт
W
Дж/с
Электрический заряд
кулон
Кл
C
с . А
Напряжение
вольт
В
V
Вт/А
Емкость
фарад
Ф
F
Кл/В
Сопротивление
ом
Ом
W
В/А
Проводимость
сименс
См
S
А/В
Индуктивность
генри
Г
H
Вб/А
9) Погрешностиизмерений – отклонения результатов измерения от истинного значенияизмеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значениеневозможно.
А) По числовойформе представления
А.1) Абсолютная погрешность
DА=Ад-Аизм(действит. минус измерянное)
А.2) Относительные погрешности
А.2.1) Относительнаядействительная
А.2.2) Относительнаяизмерянная
А.2.3) Относительнаяприведенная
Amax– максимальное значениешкалы прибора
B) По характеру проявления
В.1) Систематические (могутбыть исключены из результатов)
В.2) Случайные
В.3) Грубыеили промахи (как правило, не включаются в результаты изм)
10) Классификация погрешностей в зависимости отспособа возникновения (См.п 9-В)
11) Абсолютнаяи относительная погрешности (см. пп А1 и А2)
12) Приведеннаяпогрешность (см. п А.2.3)
13) Классификацияпогрешностей в зависимости от эксплуатации приборов
13.1 Основная – это погрешность средства измерения при нормальныхусловиях
13.2 Дополнительная погрешность – это составляющая погрешностисредства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо извлияющих величин или неинформативных параметров от нормативного значения иливыхода за пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностейстолько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.
14) Средства измерений (СИ) – техническиесредства, предназначенные для измерений. Хранят единицу или шкалу ФВ, имеютнормированные метрологические характеристики, которые принимаются неизменными(в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.В общем случае, СИ включает в себя меру, измерительный преобразователь иустройства сравнения или индикации.
15) Измерительные преобразователи (Пр) каксредства измерений. Пр – техническое средство, служащее для преобразованияизмеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации,удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированныеметрологические характеристики. Различают: первичные Пр – первые визмерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина; промежуточные;передающие; масштабные. Конструктивно обособленные Пр называют также датчиком.
16) Измерительные установки и измерительныеинформационные системы. Измерительный прибор (ИП) – наиболеераспространенное СИ, предназначенное для выработки измерительной информации вформе, доступной для восприятия наблюдателем (оператором). Имеют в своемсоставе меру. Различают ИП аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующиесамопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие, сравнения. СИ могут бытьфункционально объединены в измерительные установки. Если в них включеныобразцовые СИ, их называют поверочными установками. Если СИ соединяются междусобой каналами связи и предназначаются для выработки измерительной информации вформе, доступной для восприятия, обработки и передачи, такую совокупностьназывают измерительной системой.
17) Дольные и кратные приставки
17.1 Дольные приставки
10-1
Деци
д
d
10-2
Санти
с
C
10-3
Милли
м
m
10-6
Микро
мк
m
10-9
Нано
н
n
10-12
Пико
п
p
10-15
Фемто
ф
f
10-18
Атто
а
a
17.2 Кратныеприставки
1018
Экса
Э
E
1015
Пета
П
P
1012
Терра
Т
T
109
Гига
Г
G
106
Мега
М
M
103
Кило
к
k
102
Гекто
г
h
101
Дека
да
da
18) Отсчетное устройство (шкала и стрелка). Отсчетноеустройство – часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчетапоказаний. Может быть в виде шкалы, указателя, дисплея, экрана осциллографа ит.п. Шкала – часть конструкции отсчетного устройства, состоящая из отметок ичисел, соответствующих последовательным значениям измеряемой величины. Отметкимогут быть в виде черточек, точек, зубцов и пр. Указатели могут быть в видекаплевидных, ножевидных и световых стрелок.
19) Виды шкал. Шкалы могут бытьодносторонние и двухсторонние, в зависимости от положения нуля. Если «0»находится в центре шкалы, то такая двусторонняя шкала называется симметричной.Шкалы характеризуются числом делений, длиной деления, ценой деления, диапазономпоказаний, диапазоном измерений и пределами измерений. Деление – это промежутокмежду двумя соседними отметками шкалы. Длина деления – это расстояние,измеренное между осевыми двух соседних отметок по воображаемой линии,проведенной через середины самых коротких отметок шкалы. Диапазон показаний –это область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями.Диапазон измерений – это область значений величин, для которой нормированапредельная допустимая погрешность. Предел измерения – это наибольшее илинаименьшее значение диапазона измерения. На каждом диапазоне прибор имеет двапредела: ХВ – верхний предел, ХН – нижний предел.
20) Цена деления – это разность значенийвеличин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Для шкал с однимдиапазоном измерения цена деления определяется по формуле С – ценаделения, n – количестводелений на участке между двумя соседними числовыми отметками Х1 и Х2; Х1 и Х2 – значения физической величины,соответствующие двум соседним числовым отметкам. Цена деления для приборов,имеющих несколько диапазонов измерения, вычисляется по формуле В –верхний предел измерения, N– количество делений или номер последнего деления шкалы.
21) Чувствительность прибора (иличувствительность средства измерения) – это реакция на подведение к немуизмеряемой величины. Чувствительность может вычисляться как абсолютная так и относительная Sa=1/C.
22) Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика средства измерения,определяемая пределами основной и допускаемых дополнительных погрешностей идругими свойствами, влияющими на точность средства измерения, значения которыхуказаны в стандартах и технических условиях на данный вид средств измерений.
Правила обозначения класса точности: обозначение класса точностизависит от способа выражения предела допустимой погрешности (основной)
А) Если предел основной погрешности выражается в виде абсолютной погрешности, то классобозначается в виде больших букв латинского алфавита или римских чисел,например: C, M, I. Классамточности, обозначаемым буквам, находящимся ближе к началу алфавита, илименьшими значащими цифрами, соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей.
В) Для средств измерений, пределы основной допускаемой погрешностикоторых принято выражать в форме приведеннойпогрешности, классы точности следует писать в виде чисел изпредпочтительного ряда чисел: 1n; 1,5n; 2n; 2,5n; 4n; 5n; 6n, где n=1; 0; -1; -2; -3 и т.д.
С) Если предел допускаемой погрешности выражается в виде относительнойпогрешности, то класс выбирается из приведенного ряда чисел, и обводитсяокружностью. Например 2,5
D) Еслипредел допускаемой основной погрешности выражается в виде двухчленной формулыотносительной погрешности, то класс обозначается в виде дроби c/dпричемчисла “c” и“d” выбираются изприведенного предпочтительного ряда.
Например:
23) Обработка прямых равноточных многократныхизмерений одной и той же величины
Принцип подсчета – заменяемматематическое ожидание средним арифметическим. а) Делаем несколько измерений одной и той же величины, высчитываемсреднее арифметическое Сср. б)Далее подсчитываем для каждого значения Сі. в)Возводим каждое иззначений г) Вычисляем среднеквадратическую погрешностьсреднего арифметического по формуле n– количество измерений. д)используя из условия данные доверенной вероятности (р) определяем по таблицекоэффициент Стьюдента, а затем значение доверенного интервала в единицахизмеряемой величины. При р=0,95 tpn=2,18; доверенный интервал – = 2,18 е)Окончательный результат записываем ввиде формулы [единицаизм. величины]
24) Классификациясредств измерений. Средства измерений классифицируются по весьмаразнообразным признакам, которые в большинстве случаев взаимно независимы, и вкаждом СИ могут находиться почти в любых сочетаниях. Основные критерии:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
По некоторым признакамклассификация различных СИ одинакова, по другим она различна. Некоторыепризнаки применимы к одним видам СИ и неприменимы к другим. Наибольшее числопризнаков охватывает классификация электроизмерительных приборов.
25) КлассификацияСИ в зависимости от устойчивости к механическим воздействиям. По степенизащиты от внешних воздействий различают СИ обыкновенные, пылезащищенные,брызго- водо- газозащищенные, герметические и взрывобезопасные. К обыкновеннымпо устойчивости к механическим воздействиям приборам и их вспомогательнымчастям относятся такие приборы и части, которые в упаковке для перевозкивыдерживают без повреждения транспортную тряску на протяжении двух часов.Следующая категория – приборы обыкновенные с повышенной механическойпрочностью. Еще более требования предъявляются к приборам, тряскопрочным,вибропрочным и ударопрочным. Важна также устойчивость к перегрузкам.Электроизмерительные приборы могут выдерживать только кратковременнуюперегрузку. Их испытывают ударами током (девятью) в 10 раз превышающим номинальный, продолжительностью в 0,5 с иинтервалом в одну минуту, с последующим одним ударом таким же током,продолжительностью в 5 сек.
26) Поверкасредств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых дляопределения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают государственные(внеплановые), обязательные (при производстве прибора) и периодические. Приповерке сравниваются меры или показатели измерительных приборов с более точнойобразцовой мерой или с показаниями образцового прибора. Класс точностиобразцового прибора должен быть на 3 единицы выше поверяемого.
27) Операцииповерки средств измерений. В операцию поверки входит предварительныйвнешний осмотр и проверка комплектности прибора. Поверка производится поповерочной схеме, составленной соответствующей метрологической организацией.Сроки и методы поверки регламентируются нормативной документацией. Результатыповерки оформляются в виде протокола и по окончании поверки делается вывод пропригодность данного прибора к эксплуатации.
28) Методыповерки средств измерений. Поверка – совокупность действий, выполняемых дляопределения или оценки погрешностей СИ.
Основныеметоды поверки:
-
-
-
-
-
-