Задачи по метрологии с решением для колледжей

Данный сборник описаний практических и лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» разработан для студентов по специальностям 150411, 240401,220301,140613. Задания для практических работ составлены в соответствии с действующей программой с учетом специфики каждой специальности. В сборник включены работы, позволяющие провести анализ структуры и содержания стандартов, проведение измерений и их математической обработки, изучение стандартизации в промышленной сфере, основных норм взаимозаменяемости продукции в целях обеспечения ее качества и конкурентоспособности. В сборник включены работы для ознакомления с основными нормами взаимозаменяемости продукции и стандартизацией точности ГЦС; по переводу неметрических единиц измерения в единицы СИ. В нем разбираются вопросы по выбору средств измерений и способам измерения ими линейных размеров.

Ввиду отсутствия литературы по дисциплине, основной теоретический материал, необходимый для изучения при проведении практических работ помещен в пособии. Данный материал прорабатывается самостоятельно при подготовке к практической работе и закрепляется при ее проведении. Чтобы совершенствовать теоретические и практические знания, в сборник включены контрольные вопросы и деловые ситуации.

Методическое пособие включает:

— задания к темам занятий с указанием порядка их выполнения;

— приложения рекомендаций и методических указаний по стандартизации, бланки документов, которые являются частью материального обеспечения занятий.

В качестве приложения к сборнику заданий являются:

1. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»;

2. Федеральный закон «О техническом регулировании»;

3. Стандарты НСС: ГОСТ Р 1.0-2004, ГОСТ Р 1.12-2004, ГОСТ Р 1.2-2004, ГОСТ Р 1.4-2004, ГОСТ Р 1.5-2004, ГОСТ Р 1.9-2004, ГОСТ 2.114-95.

В этом разделе вы найдете бесплатные примеры решений по предмету "Метрология, стандартизация, сертификация" для студентов. Также поможем решить метрологию (задачи, контрольные, практические работы) на заказ.

Решения задач по метрологии онлайн

Задача 1. При поверке вольтметра с пределом измерения U0 по образцовому прибору класса 0,1 с тем же пределом измерения поверяемый вольтметр показал величину U1, а образцовый – U2.
Необходимо:
а) определить абсолютную и приведенную погрешности поверяемого прибора в точке измерения; привести таблицу классов точности согласно ГОСТ 8.401 «ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования» и определить класс точности поверяемого прибора, считая, что найденная погрешность является максимальной;
б) определить величину сопротивления RD, включенного последовательно с поверяемым вольтметром, имеющим внутреннее сопротивление RN, если при отсутствии RD вольтметр показал U1, а при включении RD – U3.
Данные для задачи вариант 6: U0 =450, U1 =322, U2 =320,5 U3 =80,5 В; RN=110 кОм.

Задача 2. Начертить эскиз электроизмерительного прибора заданного принципа действия. На эскизе обозначить цифрами основные детали прибора. Пояснить принцип действия прибора, написать и пояснить выражение для вращающего момента на оси (уравнение шкалы). Указать, для измерения каких электрических и неэлектрических величин применяются на судах данные приборы, какими основными эксплуатационными свойствами они обладают.
Электродинамический прибор с механическим противодействующим моментом Схема включения двухэлементного ваттметра для измерения активной мощности в трехфазной сети (с использованием измерительных трансформаторов)

Задача 3. Магнитоэлектрический прибор, имеющий ток полного отклонения рамки In сопротивление рамки Rр и количество делений на шкале А, должен быть применен для измерения тока Ix и напряжения Ux (Ix и Ux – верхние пределы прибора).
Определить:
а) сопротивление шунта для случая использования прибора в качестве амперметра;
б) добавочное сопротивление для случая использования прибора в качестве вольтметра;
в) постоянную шкалы и чувствительность при использовании прибора в качестве вольтметра и амперметра;
г) мощность, рассеиваемую в рамке, в шунте и в добавочном сопротивлении.
Данные для задачи: In=5, мА, Rр=15, Ом, А=150, дел., Ix=30, A, Ux=75, B

Задача 4. Амперметр с пределами измерений $I_n$ показывает $I_x$. Погрешность от подключения амперметра в цепь $Delta_s$. Среднее квадратическое отклонение показаний прибора $sigma_I$. Рассчитать доверительный интервал для истинного значения измеряемой силы тока цепи с вероятностью $Р = 0,9544$ ($t_p= 2$) .

Задача 5. При измерении напряжения источника питания получены следующие результаты, В: 9,78; 9,65; 9,83; 9,69; 9,74; 9,80; 9,68: 9,71; 9,81. Найти результат и погрешность измерения напряжения и записать в стандартной форме, если систематическая погрешность отсутствует, а случайная распределена по нормальному закону.

Читайте также:

B) Решения в других странах
I Предмет и задачи курса
I. Задачи семиотики и предпосылки, необходимые для ее разработки
I. Решение логических задач средствами алгебры логики
I. Розв’язати задачі
I. Формулировка задачи, требующей создания макрологистических систем.
I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ контрольной РАБОТЫ
II. Выполнение упражнений. Решение задач.
II. Выполнение упражнений. Решение задач.
II. Решение задач и уравнений.
II. Решение задач и уравнений.

Вопросы для самоконтроля

Систематические погрешности

1) Перечислите источники систематических погрешностей. Приведите классификацию их по причине возникновения.

2) Дайте определение понятию “методическая погрешность”, поясните причины появления и особенности методических погрешностей.

3) Дайте определение понятию “инструментальная погрешность”, перечислите разновидности их, поясните причины появления и особенности.

4) Поясните причины появления и особенности “личных” погрешностей.

5) Объясните, почему часть инструментальных погрешностей выделяют в отдельную группу и называют погрешности “обусловленные отклонением внешних условий”? Для чего это делается?

6) Дайте определение понятиям “неисправленный результат”, “исправленный результат”, “поправка”.

7) Дайте определение понятию “неисключенный остаток систематичекой погрешности” (НСП), поясните причины появления НСП.

8) Назовите известные вам способы устранения систематической погрешности в процессе измерения.

9) Приведите примеры, поясняющие устранение систематической погрешности методом замещения и методом противопоставления.

10) Приведите пример, поясняющий устранение систематической погрешности в процессе измерения с использованием способа компенсации ее по знаку.

Задача № 2.3

При измерении напряжения показания вольтметра 21,5 В. Поправка к показаниям прибора +0,1 В. Определите значение погрешности измерения и погрешности средства измерений (вольтметра), если действительное значение напряжения U_дст = 21,55 В.

Решение:

1. По условиям задачи показания вольтметра — это неисправленный результат измерения, т. е. , следовательно, погрешность средства измерений (вольтметра) будет определяться следующим образом:

21,5 — 21,55 = -0,05 (В).

2. Результатом измерения напряжения будет исправленный результат , т. е.

(В).

3. Погрешность измерения (по определению)

(В).

Ответ: погрешность СИ — В;

погрешность измерения — В.

Задача № 2.4

Сопротивление R_X измеряется с помощью равноплечего моста, в котором номинальные значения резисторов R₂ и R₃ равны по 1000 Ом.

Равновесие моста достигается тогда, когда Ом. При измерении R_X мостовым методом имеет место систематическая погрешность, обусловленная тем, что реальные значения резисторов R₂ и R₃ несколько отличаются от номинальных значений и фактически всегда R₂ ≠ R₃ . Для устранения этой погрешности измерения производят дважды: первый раз так, как показано на рисунке, а второй раз – поменяв местами резисторы R_X и R₁ в плечах моста. За результат принимают среднее значение из двух измерений. После перемены местами R_X и R₁ (для устранения систематической погрешности), равновесие достигается при Ом. Составьте уравнение измерения R_X, определите его значение и действительное соотношение плеч моста . Классифицируйте метод измерения R_X и метод устранения систематической погрешности.

Решение:

1. Условие равновесия моста записывается в следующем виде:

, откуда

и в идеале, при , . Из-за неточного равенства и условие равновесия моста в первом и втором случаях следует записать:

1. , где ;

2. .

Пусть, например, немного меньше (п

при измерении реализуется метод сравнения; при устранении систематической погрешности — метод компенсации ее по знаку.

Задача № 2.5

Для измерения тока нагрузки в цепь (в соответствии со схемой) включен амперметр М366 класса точности 1,0 с пределом измерения 1,5А.

Измерение произведено при постоянной рабочей температуре °C (нормальной считать температуру °C).

Е = 10В; = 0,1Ом; Ом; Ом; 0,9А.

1. Классифицируйте измерение.

2. Перечислите и классифицируйте все погрешности, которые имеют место в данном измерительном эксперименте.

Решение (ответ):

1. Измерение прямое, абсолютное, непосредственной оценки, однократное, статическое, (т. к. ЭДС источника в процессе эксперимента не изменилась).

2. В измерительном эксперименте имеют место следующие погрешности:

— инструментальная, обусловленная классом точности амперметра — основная погрешность СИ;

— инструментальная, обусловленная отклонением температуры в рабочих условиях от нормальной — дополнительная температурная погрешность СИ;

— методическая, обусловленная неидеальностью амперметра (внутреннее сопротивление амперметра );

— погрешность, обусловленная неточностью задания сопротивления , эту погрешность следует классифицировать как инструментальную, т. к. для другого прибора отличие от номинала может быть иным.

Все погрешности следует считать систематическими.

Примечание: уместно напомнить, что класс точности СИ – это обобщенная характеристика, определяющая предел допускаемой основной погрешности, включающий в себя и систематическую и случайную составляющие погрешности СИ. Но так как при создании СИ всегда стараются сделать случайную составляющую погрешности пренебрежимо малой по сравнению с другими, то в данной задаче, для технически исправного СИ, инструментальную погрешность (основную и дополнительную) можно считать систематической.

Задача № 2.6

По условиям задачи №5 определите, какие погрешности можно уменьшить или устранить?

Решение (ответ):

Можно уменьшить путем введения поправки только методическуюпогрешность, т. к. только она получается с определенным знаком. Устранить ее полностью невозможно, т. к. сопротивление известно неточно. Неисключенный остаток методической погрешности будет определяться неточностью задания сопротивления .

Все остальные погрешности не могут быть уменьшены путем введения поправок, т. к. величину их можно оценить только границами.

Задача № 2.7

По условиям задачи №5 определить величину методической погрешности в абсолютной и относительной формах и величину поправки.

Примечание: При такой постановке задачи считаем, что инструментальные погрешности прибора отсутствуют, а погрешность измерения тока обусловлена отличием характеристик амперметра от того идеала (R_А =0), которого требует идеальная реализация метода измерения тока (почему возникающая погрешность и носит название методической погрешности)

Решение:

1. Действительное значение тока в цепи (до включения амперметра)

(А).