Wykaz niezbędnych zagadnień do przygotowania w celu uzyskania
Transkrypt
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.