Wykaz niezbędnych zagadnień do przygotowania w celu uzyskania

Metrologia i systemy pomiarowe
1. Pomiary bezpośrednie
•
Co to jest klasa przyrządu pomiarowego ?
•
Do pomiaru napięcia zastosowano woltomierz klasy 2. Pomiaru dokonano na zakresie
100 V. Odpowiada mu skala o 200 działkach. Odczyt wynosi 60 działek. Obliczyć błąd
bezwzględny i względny pomiaru.
•
Błąd miernika cyfrowego określony jest zaleŜnością: ( +/- 1% +/- 2 dgt). Miernikiem
wykonano pomiar rezystancji na zakresie 200Ω. Wynik pomiaru 167,8Ω. Obliczyć błąd
bezwzględny i względny pomiaru.
•
Amperomierzem klasy 1 wykonano 3 pomiary natęŜenia prądu na zakresie 10 A.
Wyniki odczytów są następujące: I1 = 2,5 A; I2 = 4,0 A; I3 = 8 A. Czy błąd bezwzględny
jest stały? Odpowiedź uzasadnić.
•
Amperomierzem klasy 2,5 wykonano 3 pomiary natęŜenia prądu na zakresie 100 A.
Otrzymano wyniki: I1 = 25 A; I2 = 60 A; I3 = 80 A. Czy błąd względny jest stały ?
Odpowiedź uzasadnić.
•
Woltomierzem cyfrowym o błędzie podstawowym ±(0,1%+2dgt), na zakresie
pomiarowym 200,0mV zmierzono napięcie 123,4mV. Podać przedział niepewności dla
wartości mierzonego napięcia.
2. Pomiary pośrednie
•
Dysponując woltomierzem (RV = 5 MΩ) i amperomierzem (RA = 1Ω) naleŜy wykonać
pomiar dwóch rezystancji o orientacyjnych wartościach Rx1 = 10 MΩ i Rx2 = 0,1Ω. Jaką
naleŜy wybrać metodę dla kaŜdego pomiaru? Odpowiedź uzasadnić.
•
NaleŜy wykonać pomiar rezystancji przy uŜyciu woltomierza i amperomierza.
PrzybliŜona wartość rezystancji wynosi Rx = 0,1Ω. Jaką metodę naleŜy zastosować by
błąd pomiaru był minimalny ?
•
Dysponując woltomierzem i amperomierzem naleŜy wykonać pomiar rezystancji o
orientacyjnej wartości Rx = 100MΩ. Jaką naleŜy wybrać metodę?
•
Jaka jest rzeczywista wartość rezystancji Rx zmierzonej w układzie poprawnie
mierzonego napiecia, jeśli woltomierz (Rv = 10MΩ) pokazał U = 15,7V a amperomierz
(RA = 10Ω) pokazał I = 28,2mA.
•
Jaka jest rzeczywista wartość rezystancji Rx zmierzonej w układzie poprawnie
mierzonego prądu, jeśli woltomierz (Rv = 1MΩ) pokazał U = 2,7V a amperomierz
(RA = 1Ω) pokazał I = 12,4mA.
3. Charakterystyka statyczna przetwornika pomiarowego
•
Czułość przetwornika i jej związek z jego charakterystyka statyczną
•
Definicja zakresu przetwarzania przetwornika pomiarowego
•
Co to jest przetwornik liniowy i błąd liniowości charakterystyki statycznej?
•
Narysuj charakterystykę statyczną przetwornika określoną równaniem:
Uwy [V] = 4 x Uwe [mV]
•
Oblicz czułość przetwornika liniowego, którego charakterystyka przechodzi przez
następujące punkty: (1 mA, 2 V) i (5 mA, 12 V).
4. Elementy statystyki w opracowaniu wyników pomiarów
•
Rodzaje błędów ze względu na ich zmienność w kolejnych "surowych" wynikach
pomiarów.
•
Źródła powstawania błędów w procesie pomiarowym.
•
Definicja odchylenia standardowego i odchylenia standardowego średniej.
•
Omów proces opracowania "surowych" wyników pomiaru danej wielkości.
•
Oblicz wartość średnią, odchylenia standardowego, odchylenia standardowego
średniej dla następującej serii pomiarów napięcia: 2,4V, 2,6V, 2,3V, 2,4V, 2,2V,
2,4V, 2,5V, 2,4V.
5. Własności dynamiczne przetworników pomiarowych
•
Co to jest stała czasowa przetwornika I-go rzędu? Jak się ją wyznacza?
•
Opisać właściwości przetwornika I-go rzędu.
•
Co to jest pasmo przenoszenia przetwornika pomiarowego?
•
Co to jest „rząd” przetwornika pomiarowego?
•
Co to jest częstotliwość rezonansowa przetwornika II rzędu?
6. Zasady syntezy elektronicznych układów pomiarowych.
•
Rezystancja wewnętrzna źródła sygnału Rw wynosi 100 Ω . NaleŜy dokonać pomiarów
wartości napięcia. Jaką rezystancję winien mieć miernik. Odpowiedź uzasadnij.
•
Warunki optymalnego doboru impedancji we/wy współpracujących przetworników, gdy
informacja zakodowana jest w postaci a) amplitudy napięcia, b) amplitudy prądu?
•
Warunki optymalnego doboru impedancji we/wy współpracujących przetworników, gdy
istotne jest maksymalne wydzielanie mocy w przetworniku następującym?
•
Rezystancja wewnętrzna źródła sygnału Rw wynosi 10 k Ω . NaleŜy dokonać pomiarów
wartości prądu. Jaką rezystancję winien mieć miernik. Odpowiedź uzasadnij.
•
Definicja współczynnika zawartości harmonicznych.
•
Jak powinna być prawidłowa tzn. nie wprowadzająca zniekształceń
częstotliwościowych sygnału, charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa
przetwornika dla danego widma częstotliwościowego sygnału?
7. Oscyloskop elektroniczny
•
Parametry elektryczne wzmacniacza odchylania pionowego i poziomego oscyloskopu.
•
Sposoby wyzwalania generatora podstawy czasu.
•
Cel stosowania linii opóźniającej w oscyloskopie.
•
Budowa i rodzaje pracy dwukanałowego przełącznika elektronicznego.
•
Oblicz amplitudę i częstotliwość sygnału sinusoidalnego, jeŜeli zmierzona na ekranie
oscyloskopu wartość międzyszczytowa ma wysokość 5 działek a okres ma długość
6,25 działek. Nastawy oscyloskopu: ky = 20mV/div, kt = 2ms/div.
8. Tensometria oporowa
•
Co to jest tensometr? Wyjaśnić zasadę działania tensometru.
•
Narysować schemat mostka rezystancyjnego i podać warunek równowagi.
•
Co to znaczy "układ półmostkowy", a co "układ pełnomostkowy"?
•
Na rozciąganym pręcie naklejono pojedynczy tensometr, będący jednym z rezystorów
symetrycznego mostka Wheatstone'a. Przy napięciu zasilającym mostka Uz, po jego
obciąŜeniu napięcie niezrównowaŜenia wynosiło Uo. Obliczyć napręŜenie normalne
(przy powierzchni ) w pręcie, jeśli materiał ma moduł spręŜystości podłuŜnej E.
•
Jakie rozwiązania konstrukcyjne stosuje się w celu wyeliminowania wpływu zmian
temperatury otoczenia na przyrost rezystancji tensometrów.
9. Akustyka
•
Rodzaje fal w ośrodkach ciągłych. Parametry fal.
•
Definicje jednostek pomiarowych dźwięku. Jednostki bezwzględne i względne.
•
Charakterystyka filtrów korekcyjnych do pomiaru poziomu głośności.
•
Wykonano pomiar hałasu emitowanego przez dwa źródła uzyskując wyniki: L1 = 72 dB,
L2 = 74 dB. Ile wynosi hałas przy jednoczesnej pracy obu źródeł.
•
Wykonano pomiar hałasu emitowanego przez dwa źródła uzyskując wyniki: L = 92 dB.
Ile wynosi hałas pierwszego z nich jeśli drugie źródło emituje hałas L2 = 89 dB.
10. Czujniki piezoelektryczne - pomiary drgań
•
Wyjaśnij zasadę działania piezoelektrycznego czujnika drgań. Jaką wielkość mierzy ten
czujnik?
•
Jakimi zaleŜnościami są związane przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie
w harmonicznym ruchu drgającym o częstotliwości f ?
•
Podaj definicje wartości przeciętnej i wartości skutecznej drgania okresowego.
•
Jaki jest wpływ tłumienia na postać drgań swobodnych układu o jednym stopniu
swobody? Co to jest tłumienie nadkrytyczne, krytyczne i podkrytyczne?
11. Błędy kwantowania. Zakres dynamiki przetwornika A/C
•
Co to jest kwantowanie sygnału?
•
Ile poziomów kwantowania uzyskujemy z przetwornika 8-o bitowego?
•
Przetwornik A/C o rozdzielczości 10 bitów i zakresie –10 do 10 V zastosowano do
rejestracji sygnału y(t)=6 sin (2π 120t). Obliczyć wartość SNR.
•
Obliczyć wartość SNR dla 8 bitowego przetwornik A/C o zakresie -5 do 5 V
zastosowanego do rejestracji sygnału o amplitudzie 5V.