Метрология – одна из основополагающих дисциплин для будущего инженера, умеющего решать основные инженерные задачи по оценке количественных и качественных показателей разрабатываемого устройства.
Цель курсовой работы − закрепление и углубление знаний студентов по пройденному курсу, освоение теоретических основ данной дисциплины и приобретение практических навыков при решении задач. В процессе написания курсовой работы решаются следующие задачи:
− развитие умений самостоятельной работы по сбору, изучению, анализу и обобщению материала, необходимого для раскрытия темы работы;
− выработка умений формулировать логически последовательно и доказательно излагать суждения и выводы и публично их защищать;
− выработка научно-обоснованных методов измерения физических величин.
Расчетная часть
Пример 3.2.10
Верхний предел измерения микроамперметра 200 мкА, внутреннее сопротивления 20 Ом. Чему должно быть равно сопротивление шунта, чтобы верхний предел измерения увеличился в 10 раз?
Решение:
Ответ:
Пример 3.2.11
Для электромагнитного вольтметра, имеющего ток полного отклонения 3 мА и внутреннее сопротивление =10 Ом, определить сопротивление добавочного резистора, необходимого для расширения верхнего предела измерения до 600 В. Определить также погрешность измерения вольтметром, если сопротивление источника сигнала , а сопротивление нагрузки
Решение:
При подсчете погрешности вольтметра вместо необходимо подставить последовательное сопротивление сопротивлений вольтметра и дополнительного сопротивления.
Ответ:Пример 4.2.10
По данным предыдущей задачи (С=2мкФ при рассчитать разрешающую способность резонатора, если на второй резонансной частоте значение емкости конденсатора L – C контура было C= 0,8 мкФ.
Решение:
Ответ: b=
Пример 4.2.11
Определить выходные напряжение резонатора на резонансной частоте при входном напряжении и затухании d = 0,5.
Ответ:
Пример 5.2.6
Мостовая цепь, изображенная на рис. 1, уравновешена. Определить , если известно, что , .
Рисунок 1 – Схема моста для измерения индуктивности с использованием образцовой емкости
Решение:
Исходя из условия равновесия:
, где
, , ,
(
Отсюда следует, что
Ответ: 0,35 Гн
Пример 5.2.7
Мостовая цепь, изображенная на рис. 2, уравновешена. Определить , если известно, что
Рисунок 2- Схема моста для измерения емкости с использованием образцовой емкости
Решение:
Исходя из условия равновесия:
, где
; ; ; ;
,
или
,
Т.к. имеются комплексные числа, то их мнимые и действительные части соответственно равны:
Ответ:
Пример 6.2.6
Эксплуатационная характеристика газоанализатора описывается следующим выражением
В диапазоне измерения x от 0 до 20. Определить абсолютную и приведенную погрешности термокондуктометрического газоанализатора.
Решение:
Абсолютная погрешность:
Приведенная погрешность:
0,04 |
0,11 |
0,19 |
0,27 |
0,34 |
0,42 |
0,5 |
0,58 |
0,65 |
0,73 |
0,8 |
0,88 |
1,92 |
1,03 |
1,11 |
1,19 |
1,26 |
1,34 |
1,42 |
1,5 |
1,58 |
По результатам предыдущего примера определить абсолютную и приведенную погрешности устройства по входной величине
Решение:
.1
2
=
=
Для удобства запишем результаты в таблицы:
-4.1 |
-2.8 |
-1.5 |
-0.2 |
1.1 |
2.4 |
3.72 |
6.3 |
7.6 |
|
-3.13 |
-2.11 |
-1.1 |
-0.08 |
0.93 |
1.94 |
2.97 |
4.98 |
5.99 |
|
8.9 |
10.2 |
11.5 |
12.8 |
14.1 |
15.4 |
16.7 |
18 |
19.3 |
|
7.01 |
8.02 |
9.04 |
10.05 |
11.06 |
12.08 |
13.09 |
14.11 |
15.12 |
|
* |
20.6 |
21.9 |
|||||||
16.14 |
17.15 |
* |
-4.1 |
-2.8 |
-1.5 |
-0.2 |
1.1 |
2.4 |
3.72 |
6.3 |
7.6 |
-3.27 |
-2.54 |
-1.24 |
-0.22 |
0.78 |
1.8 |
2.83 |
4.84 |
5.86 |
|
8.9 |
10.2 |
11.5 |
12.8 |
14.1 |
15.4 |
16.7 |
18 |
19.3 |
|
6.87 |
7.88 |
8.9 |
9.914 |
10.92 |
11.94 |
12.95 |
13.97 |
14.98 |
|
20.6 |
21.9 |
||||||||
15.99 |
17.01 |
-4.1 |
-2.8 |
-1.5 |
-0.2 |
1.1 |
2.4 |
3.72 |
6.3 |
7.6 |
|
-3.05 |
-2.05 |
-1.07 |
-0.08 |
0.9 |
1.89 |
2.89 |
4.86 |
5.84 |
|
8.9 |
10.2 |
11.5 |
12.8 |
14.1 |
15.4 |
16.7 |
18 |
19.3 |
|
6.84 |
7.82 |
8.8 |
9.8 |
10.79 |
11.77 |
12.54 |
13.75 |
14.74 |
|
20.6 |
21.9 |
||||||||
15.73 |
16.7 |
-4.1 |
-2.8 |
-1.5 |
-0.2 |
1.1 |
2.4 |
3.72 |
6.3 |
7.6 |
|
-3.2 |
-2.19 |
-1.2 |
-0.22 |
0.77 |
1.75 |
2.8 |
4.7 |
5.7 |
|
8.9 |
10.2 |
11.5 |
12.8 |
14.1 |
15.4 |
16.7 |
18 |
19.3 |
|
6.7 |
7.68 |
8.7 |
9.65 |
10.65 |
11.64 |
12.62 |
13.6 |
14.6 |
|
* |
20.6 |
21.9 |
|||||||
15.6 |
16.57 |
приведенная погрешность
0 |
1,1 |
2,4 |
3,72 |
6,3 |
7,6 |
8,9 |
|
0,0004 |
0,001 |
0,0018 |
0,003 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
|
0,0004 |
-0,00024 |
-0,001 |
-0,0018 |
-0,0033 |
-0,004 |
-0,005 |
|
-0,0004 |
0,00024 |
0,001 |
0,0018 |
0,0033 |
0,004 |
0,005 |
|
-0,0004 |
-0,001 |
-0,0018 |
-0,003 |
-0,004 |
-0,005 |
-0,006 |
|
10,2 |
11,5 |
12,8 |
14,1 |
15,4 |
16,7 |
18 |
|
0,0064 |
0,0072 |
0,008 |
0,009 |
0,0095 |
0,01 |
0,0111 |
|
-0,006 |
-0,0064 |
-0,007 |
-0,008 |
-0,009 |
-0,0095 |
-0,01 |
|
0,006 |
0,0064 |
0,007 |
0,008 |
0,009 |
0,0095 |
0,01 |
|
-0,0064 |
-0,0072 |
-0,008 |
-0,009 |
-0,0095 |
-0,001 |
-0,001 |
|
19,3 |
20,6 |
21,9 |
|||||
0,012 |
0,0126 |
0,013 |
|||||
-0,011 |
-0,012 |
-0,0126 |
|||||
0,011 |
0,012 |
0,0126 |
|||||
-0,012 |
-0,0126 |
-0,013 |
1. Рыжаков, В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. Часть 1. Краткие сведения из истории метрологии, стандартизации и сертификации и основные понятия. Стандартизация [Электронный ресурс] : учеб.пособие — Электрон. дан. — Пенза : ПензГТУ, 2016. — 64 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62513. — Загл. с экрана.
2. Рыжаков, В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. Часть 2. Сертификация [Электронный ресурс] : учеб.пособие — Электрон. дан. — Пенза : ПензГТУ, 2016. — 97 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62522. — Загл. с экрана.
3. Рыжаков, В.В. Метрология, стандартизация, сертификация. Часть 3. Метрология [Электронный ресурс] : учеб.пособие — Электрон. дан. — Пенза : ПензГТУ, 2016. — 186 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62516. — Загл. с экрана.
4. Рыжаков, В.В. Метрология, стандартизация, сертификация [Электронный ресурс] : учеб. — Электрон.дан. — Пенза : ПензГТУ, 2015. — 338 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62515. — Загл. с экрана.
5. Рыжаков, В.В. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов по дисциплине "Метрология, стандартизация, сертификация" [Электронный ресурс] : метод.указ. — Электрон.дан. — Пенза : ПензГТУ, 2015. — 76 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62523. — Загл. с экрана.