Прослеживаемость измерений. Основные величины в области радиоизмерений.

Поскольку наименьшими относительными погрешностями обладают меры основных величин системы SI - частоты и интервала времени, а также основных электрических величин на постоянном и НЧ токах – напряжения и сопротивления, то чаще всего для приборов, работающих в диапазоне частот от до , используют меры перечисленных величин. С переходом к более высоким и сверхвысоким частотам сами величины напряжения и сопротивления теряют смысл. Поэтому в набор мер величин на ВЧ и СВЧ дополнительно необходимо включать меры мощности электромагнитного монохроматического (синусоидального) и шумового (теплового) излучения, меры волнового сопротивления для стандартизованных передающих линий.

Общее замечание. Изучив руководство по эксплуатации любого измерительного прибора, независимо от сложности его устройства, принципа действия, инженер должен уяснить, меры каких физических величин присутствуют в нем и каким образом (в каких устройствах) они материализованы. Если РИП измеряет n величин, то для каждой из них в приборе реализуется операция , так что должны быть меры n величин. При этом, значительная часть из этих n величин могут быть образованы преобразованием от одной меры при помощи преобразователей величин. Далее рассмотрим наиболее применяемые меры величин.

21. Иерархия средств измерений в поверочной схеме. Метрологические учреждения, их функции.

При проведении измерений необходимо обеспечить их единство - результаты измерений должны быть представлены в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Поверочная схема - это рекомендательный нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче участка шкалы (размера единицы) от эталона к рабочим СИ с указанием методов поверки и предельных погрешностей (ГОСТ 8.061-80). Различают государственные, которые оформляются в виде стандарта (ГОСТ Р или ГОСТ), и локальные поверочные схемы.

На чертеже поверочной схемы указывают: наименования СИ и методов поверки; номинальные значения или диапазоны значении величин; допускаемые значения погрешностей СИ; допускаемые значения погрешностей методов поверки. Методы поверки СИ, указываемые на поверочной схеме, с целью унификации должны соответствовать одному из следующих вариантов: непосредственное сличение (т.е. без средств сравнения); сличение при помощи компаратора; метод прямых измерений метод косвенных измерений.

Рис.10.1. Структура поверочной схемы: 1 - первичный (исходный) эталон; 2 - метод поверки; 3 - вторичный эталон; 4 - эталон сравнения; 5, 6, 1 - рабочие эталоны соответствующих разрядов; 8 - рабочий эталон, заимствованный из другой поверочной схемы; 9 - рабочие средства измерений различной точности

 

Практически все средства измерений стареют, изменяя свои метрологические характеристики, поэтому СИ, применяемые в сферах государственного метрологического контроля и надзора, подвергаются обязательной периодической поверке. Поверка средства измерений - это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. При поверке оценивается соответствие нормам метрологических характеристик СИ, проверя­ется ход подвижных элементов, проводится внешний осмотр и т.д.

Калибровка - совокупность операций устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью рабочего эталона. При калибровке определяют действительное значение измеряемой величины калибруемого СИ или поправки к его показаниям. По существу, калибровка является упрощенным вариантом поверки.

Одним из вариантов поверки (или калибровки) является градуировка - экспериментальное определение градуировочной характеристики СИ, т е установление соответствия между сигналами измерительной информации и показаниями прибора.

Сертификация СИ - это процедура, результатом которой явля­ется гарантия того, что СИ соответствуют стандарту или опреде­ленным требованиям.

Вопрос №2

Понятие неоднородности. Примеры. Характеристики неоднородностей.

В бесконечной, однородной, изотропной среде, свойства которой неизменны по всем направлениям и на любых расстояниях от источ­ника, отражений не бывает. Отражения появляются, когда есть неодно­родности в среде. Неоднородности среды распространения волны - это источник отражений. Неоднородности всегда локализованы в простран­стве в том смысле, что есть возможность указать их координату в любой момент времени. Поэтому численное значение коэффициента отраже­ния, как величины, которую необходимо измерить, всегда указывают для определенной координаты в пространстве. Само понятие “неоднородность” предполагает, что какое-то свойство среды, в которой распространяется волна, изменяется. В инженерной практике измеряются неоднородности относительно трех стандартизо­ванных сред распространения электромагнитных волн:

- свободного пространства;

- волноводов прямоугольного сечения;

- коаксиальных трактов.

Например, в свободном пространстве - в атмосфере Земли - неоднородностями являются ионосферный слой, тучи, различные летающие объекты - радиолокационные цели, а также сооружения, здания и т. п. предметы. Простейший пример такой неоднородности - это гладкая поверхность Земли - почва, вода в водоеме в виде плоскости раздела двух сред с различными значениями диэлектрической и магнит­ной проводимости ε, m и активными потерями, характеризуемыми значением .

В закрытых неизлучающих передающих линиях можно говорить о неоднородности в волноводе (полом прямоугольном или круглом, коак­сиальном, полосковой линии симметричной или несимметричной) опре­деленного поперечного сечения, в котором распространяется вполне определенный тип электромагнитной волны. Простейшие примеры неоднородности волноводного тракта - изгибы вдоль оси распространения волн, изменение размеров попереч­ного сечения, изменения ε, m, заполнения - различные диэлектри­ческие пробки, отверстия в стенках и тому подобные нарушения одно­родности. Важно понять, что в определенной плоскости расположения неоднородности возникают отражения, которые характеризуются численными значениями безразмерной величины - коэффициента отражения, которую необходимо измерять.

Устройства визуализации сравнения в РИП. Примеры. Принцип действия.

Конечной целью и результатом измерения является именованное число с указанием единицы измерения, пригодное для дальнейшего использования. Число может быть отсчитано вручную и записано оператором, наблюдателем или записано автоматически в бумажном или электронном виде для хранения, обработки.

Измерительные приборы делятся на показывающие, записывающие, хранящие результаты или выполняющие все функции одновременно. Простейшие приборы по форме представления результатов - это показывающие, за показаниями которых наблюдает оператор. Показывающие приборы делятся на аналоговые и цифровые. Простейший аналоговый прибор имеет устройство визуализации в виде электромеханического преобразователя постоянного тока (напряжения) в угол поворота многовитковой рамки, к которой прикреплена стрелка, перемещение которой сравнивается со шкалой, на которой нанесены деления и цифры, соответствующие постоянному входному току или напряжению. Другое аналоговое устройство визуализации - это световой индикатор в виде светящейся линии или столбика, длина которых зависит от постоянного напряжения. При наличии шкалы с делениями в единицах измеряемой величины отсчитывают показания аналогично отсчету по стрелочному индикатору.

Аналоговые приборы для представления функциональных зависимостей выполняются с устройством визуализации в виде двухкоординатных самописцев или электронно-лучевых трубок. Индикатор - каретка самописца или электронный луч перемещаются в прямоугольной или полярной системе координат под воздействием двух напряжений постоянного тока. Одно из напряжений пропорционально значениям аргумента функции, а другое - пропорционально ее значению. Наиболее распространены устройства визуализации для функций напряжения от времени или зависимости двух напряжений или токов, например, вольтамперной характеристики диода или формы импульсного напряжения во времени. В этом случае устройство визуализации представляет собой преобразователь напряжения в линейное перемещение луча ЭЛТ или каретки самописца. Максимальная разрешающая способность таких устройств обычно еще меньше, чем у стрелочных, и составляет в лучшем случае от предельного значения шкалы.

Все аналоговые устройства визуализации имеют быстродействие, то есть время установления показаний, сопоставимое с физиологическими возможностями человека, которые характеризуются временами секунды в лучшем случае. Однако, несмотря на то, что аналоговые устройства визуализации много уступают по быстродействию и разрешающей способности цифровым устройствам, они по-прежнему необходимы там, где процессами, режимом работы вынужден управлять вручную человек, оператор. Дело в том, что человек способен реагировать на скорость изменения показаний, а иногда и на ускорение, то есть вторую производную, учитывать к тому же показания нескольких устройств, но только в том случае, когда воспринимает их в аналоговой, а не в цифровой форме.

3. Преобразователи величин. Примеры. Коэффициент преобразования. Линейность преобразователей. Примеры нелинейных характеристик.

Переменное напряжение выражается как функция трех величин , где - амплитуда, ω - круговая частота, φ - начальная фаза или фазовый сдвиг. Каждая из трех величин относится к измеряемым величинам. Преобразователи величин, выражающих в постоянное напряжение принято называть детекторами. Соответственно, детекторы бывают амплитудными, частотными и фазовыми.

Заметим, что приведение абсолютных значений частоты и начальной фазы φ к мерам напряжения постоянного тока не имеет смысла, так как ω и φ непосредственно приводятся к интервалу времени и частоте. Поэтому частотные и фазовые детекторы создаются только для приведения к постоянному току приращений частоты Δ ω и приращений фазы Δ φ.

Под напряжением можно понимать четыре разных численных значения.

1. Амплитудное (пиковое) значение - это наибольшее пиковое значение напряжения за время измерения или период. Если напряжение в течение периода изменяет знак, а функция несимметрична относительно нулевого значения , то различают положительные и отрицательные пиковые значения.

2. Среднее значение за время напряжения (или за период) - это постоянная составляющая функции

. (5.37)

3. Средневыпрямленное значение (СВЗ) - это среднее значение абсолютного значения напряжения

. (5.38)

4. Среднеквадратическое значение (СКЗ) – это корень квадратный из среднего значения квадрата напряжения

. (5.39)

Преобразователи переменного напряжения в постоянное создаются на двух принципах преобразования энергии. Выпрямляющие преобразователи превращают переменное напряжение в пульсирующий (выпрямленный) ток, который сглаживается на нагрузке - фильтре, в постоянное напряжение. В тепловых преобразователях напряжение энергия переменного тока сначала превращается в тепловую энергию, которая увеличивает температуру поглотителя. Затем приращение температуры поглотителя индицируется преобразователем приращения температуры в постоянное напряжение.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. E) Объем инвестиций зависит от величины национального дохода
2. I. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ
3. I. Основные параметры цунами
4. I. Основные теоретические сведения
5. I. Основные этапы становления и развития физической культуры в России и зарубежных странах
6. I. Рабочее тело и параметры его состояния. Основные законы идеального газа.
7. II. Основные положения по организации практики
8. II. Основные цели и задачи Совета
9. III. Основные функции и полномочия Управления
10. VШ. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ
11. Адлер выделил три основные жизненные цели (задачи): работу, дружбу и любовь.
12. Алгоритмы классического цикла управления и основные направления развития менеджмента в здравоохранении.