Техника физического эксперемента (конспект) (стр. 1 из 14)
Національний технічний університет України
“Київський політехнічний інститут”
Методичні вказівки
Лещишин Олександр Володимирович
Київ 2005
Зміст
1. Класифікація похибок вимірювання та методів вимірювання. 5
2. Визначення вимірювального приладу, перетворювача, пристрою, вимірювальної системи. 7
3. Визначення, класифікація і структури інформаційно-вимірювальних систем. 8
5. Характеристики та структури вимірювальних приладів. 12
6. Використання мікропроцесорів та ЕОМ у вимірювальних приладах та системах. 14
7. Прилади для вимірювання частоти. Типи частотомірів, похибка вимірювання частоти. 15
8. Метод фігур Лісажу для вимірювання частоти. 16
9. Резонансні частотоміри, їх типи, параметри. 17
10. Метод послідовного відліку в цифрових частотомірах, складові похибки цифрового частотоміра. 20
11. Структурна схема і робота електронного частотоміра в режимі вимірювання частоти. 21
12. Вимірювання низьких і інфранизьких частот електронним частотоміром. 22
13. Вимірювання періоду електронним частотоміром. Складові похибки вимірювання. 23
14. Вимірювання відношення частот електронним частотоміром. Похибки вимірювання. 24
16. Вимірювання фронтів імпульсних сигналів електронним частотоміром. Похибки вимірювання. 26
17. Гетеродинний метод у вимірювальних приладах. 27
18. Прямий та непрямий метод помноження частоти. 29
20. Метод гетеродинного перенесення частот. Структурна схема і робота НВЧ частотоміра. 33
21. Прилади і методи для вимірювання малих величин інтервалу часу. 34
22. Підвищення точності вимірювання інтервалу часу методом затриманих співпадань. 36
23. Ноніусний метод підвищення точності вимірювання інтервалу часу. 38
24. Метод статистичних випробувань у вимірювачах інтервалу часу. 40
25. Фазометри, їх типи та використання. 42
26. Осцилографічні методи вимірювання різниці фаз. 43
27. Компенсаційний метод вимірювання різниці фаз. Типи фазообертачів та їх параметри. 45
28. Фазометри з перетворенням різниці фаз в напругу. 47
29. Цифровий фазометр миттєвого значення. Параметри, переваги та недоліки. 49
30. Цифровий фазометр з усередненням. 51
31. Розширення частотного діапазону фазометрів. 52
32. Вимірювання різниці фаз методом суми та різниці векторів. 53
33. Прилади для вимірювання АЧХ. Переваги та недоліки панорамних вимірювачів АЧХ. 55
34. Робота та складові частини панорамних приладів для вимірювання АЧХ. 56
35. Генератори хитної частоти. Методи лінеалізації модуляційних характеристик ГЧХ. 57
37. Мікропроцесорний панорамний вимірювач АЧХ. 60
38. Панорамний мікропроцесорний вимірювач АЧХ з синтезатором частот. 61
40. Спектроаналізатор послідовного типу. Робота по структурній схемі. 63
43. Коефіцієнт гармонік і нелінійних спотворень. Методи їх вимірювання. 68
44. Вимірювання коефіцієнта гармонік на фіксованій частоті. 70
45. Статистичний метод вимірювання коефіцієнта гармонік. 71
46. Типи модуляції і методи вимірювання параметрів модульованих сигналів. 72
47. Осцилографічні методи вимірювання коефіцієнта амплітудної модуляції. 73
48. Модулометри та девіометри. 75
49. Панорамний прилад для вимірювання опору навантаження в НВЧ діапазоні. 76
50. Панорамний прилад для вимірювання коефіцієнта стоячої хвилі. 77
51. Імпульсний рефлектометр. 79
53. Типи цифрових вольтметрів і мультиметрів на їх основі. 81
54. Цифрові вольтметри прямого відліку. 83
55. Цифрові вольтметри з подвійним інтегруванням. 84
56. Цифрові вольтметри з цифровим інтегруванням. 86
59. Типи шумів, їх вплив на параметри конгровимірювальних приладів, корисне використання шумів. 90
60. Характеристики та параметри шумів (не детермінованих сигналів) і їх вимірювання. 92
61. Генератори шумів. Робота, структурна схема, особливості для різних діапазонів частот. 95
63. Вимірювання енергетичного спектра шумів. Зв'язок енергетичного спектра з функцією кореляції. 98
65. Аналогові та цифрові вимірювачі густини ймовірності випадкових сигналів. 109
66. Визначення та вимірювання коефіцієнта шуму електронних систем. 111
Виталий Кушниров
1.Класифікація похибок вимірювання та методів вимірювання.
Похибка – це відхилення результату вимірювання від дійсного значення вимірювальної величини.
Класифікація похибок вимірювання.
1. Систематичні (можна компенсувати) по виникненню розділяють на:
· Методологічні.(неточність формул, вплив приладу)
· Апаратурні.(недосконалість приладів, вплив напруги, температури)
· Суб’єктивні.(недосконалість органів людини, зв’язана з індивідуальними особливостями; при використані цифрових приладів – зникає)
Також їх розділяють на постійні та змінні.
2. Випадкові. Виникають в випадку одночасного впливу на об’єкт вимірювання декількох незалежних величин, зміни яких носять флуктуаціонний характер. Вона характеризується щільність розподілу ймовірностей
, де F(∆) – функція розподілу.Випадкові похибки описують статистичними параметрами:
1. Математичне очікування.
2. Дисперсія.
3. Закон розподілу щільності ймовірності.
4. Довірчий інтервал, довірча ймовірність.
3. Відносні.
.4. Абсолютні.
, де А – данні з приладу, а Ах – дійсне значення вимірювальної величини.5. Приведена.
, де Ак – нормоване значення шкали.6. Мультиплікативні. Залежить від значення вимірювальної величини.
7. Адитивні. Не залежить від значення вимірювальної величини.
8. Точність приладу. Числено дорівнює найбільшій допустимій приведеній похибки
.Метод вимірювання – це сукупність використання принципів та засобів вимірювання.
1. Метод безпосередньої оцінки.(значення величини визначають безпосередньо з приладу)
2. Метод порівняння.(більш точний ніж перший; порівнюється з однорідною незалежною величиною )
· Нульовий метод (компенсаційний) – результуючий ефект впливу двох величин на вимірювальний пристрій доводять до 0.
· Диференційний – вплив різниці вимірювальної та відомої величини.
· Метод співпадіння - утворюються рівність значень вимірювальної та відомої величини та фіксується по спів падінню відміток шкали, сигналів.
· Метод заміщення - вимірювальну величину замінюють однорідної з нею величиною відомого розміру, яка дорівнює розміру заміненої величини, що визначається по збереженню режиму в вимірювальному ланцюгу.
2. Визначення вимірювального приладу, перетворювача, пристрою, вимірювальної системи.
Вимірювальний прилад – це засіб вимірювання, призначений для формування сигналу, вимір інформації доступний для безпосереднього сприйняття спостерігачем.
Вимірювальний перетворювач – це засіб вимірювання, для формування сигналу у формі зручній для передачі, обробки, зберігання.
Вимірювальний пристрій – це вимірювальний прилад + вимірювальний перетворювач.