Для определения расстояния до места повреждения кабельной линии связи был использован импульсный рефлектометр. С его помощью получено n результатов однократных измерений (результатов наблюдений) расстояния  до места повреждения.

Считая, что случайная составляющая погрешности рефлектометра распределена по нормальному закону, определить:

1. Результат измерения с многократными наблюдениями расстояния до места повреждения кабеля .

2. Оценку среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартную неопределенность единичного измерения) S;

3. Границы максимальной неопределенность случайной составляющей погрешности результата наблюдений ;

4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) ;

5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения e при заданной доверительной вероятности ;

6. Записать результат измерения расстояния до места повреждения в соответствии с нормативными документами.

7. Систематическую составляющую погрешности измерения рефлектометра q , если после обнаружения места повреждения было установлено, что действительное расстояние до него составляло  метров. Сравните ее с доверительным интервалом случайной составляющей погрешности результата измерения, и сделать вывод;

8. Предложить способ уменьшения оценки СКО случайной составляющей погрешности результата измерения в D раз.

Дано:

Числовые значения результатов однократных измерений (результатов наблюдений) приведены в таблице 1.

Таблица 1

Задача № 2

При определении вносимого ослабления четырехполюсника необходимо измерить абсолютный уровень мощности р_н, отдаваемой генератором с внутренним сопротивлением R_г и ЭДС E в сопротивление нагрузки R_н (рисунок 2.1).

В таблице 2.1 указаны значения: показание амперметра I_А; класс точности амперметра; диапазон измерения прибора.

Таблица 2.1

В таблице 2.2 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления  R_г и его относительная погрешность δR_г;  сопротивления нагрузки – значения сопротивления R_н и его относительная погрешность δR_н.

Таблица 2.2

Мощность в нагрузке измеряют с помощью амперметра А при нормальных условиях измерения. Определить:
1. Абсолютный уровень падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора р_Uг.
2. Абсолютный уровень мощности, выделяемой на сопротивлении нагрузки р_н.
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней напряжения и мощности.
4. Оформить результаты измерения абсолютных уровней напряжения и мощности в соответствии с нормативными документами.

Задача № 3

На рисунке 3.1 показаны осциллограммы периодических сигналов, которые наблюдали на выходе исследуемого устройства.
Требуется найти:
1. Аналитическое описание исследуемого сигнала.
2. Пиковое (), среднее (), средневыпрямленное () и среднеквадратическое (U) значения напряжения выходного сигнала заданной Вам формы.
3. Пиковое (), среднее (), средневыпрямленное () и среднеквадратическое () значения напряжения переменной составляющей заданного выходного сигнала.
4. Коэффициенты амплитуды (, ), формы (, ) и усреднения (, ) всего исследуемого сигнала и его переменной составляющей.
5. Показания вольтметров с различными типами преобразователей с закрытым (З) или открытым (О) входом в соответствии с заданием, если вольтметры проградуированы в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала.
6. Оценить предел допускаемой относительной погрешности (расширенной неопределенности) показаний вольтметров, определенных в 5 пункте задания, если используемые измерительные приборы имеют класс точности γ и конечное значение шкалы (предел измерения) U_к указанные в таблицах 3.1 и 3.2.
7. Оформить результаты измерений напряжения вольтметрами в соответствии с нормативными документами, если измерения проведены в нормальных условиях.

Таблица 3.1

Обозначения в таблице:

• ПВ – пиковый вольтметр;
• СВ – вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений;
• КВ – вольтметр с преобразователем среднеквадратических значений;
• О – вольтметр с открытым входом;
• З – вольтметр с закрытым входом.

Таблица 3.2

Рис. 3.1в

Задача №4

При измерении частоты генератора методом сравнения (рис. 4.1) к входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты:

а к входу канала вертикального отклонения (канала "Y") – гармонический сигнал исследуемого генератора:

, где ω=2πƒ – круговая частота,
ƒ – циклическая частота,
ψ и φ – начальные фазовые углы образцового и исследуемого сигналов соответственно. Измерения проведены в нормальных условиях, границы относительной погрешности частоты образцового генератора  _fобр определены с вероятностью P = 0.997.

Рисунок 4.1
Задание
1. Определить по заданным значениям частот сигналов ожидаемое отношение числа точек пересечений фигуры Лиссажу с горизонтальной секущей n_г к числу точек пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной секущей n_в.
2. Построить фигуру Лиссажу, которую можно наблюдать на экране осциллографа при заданных значениях U_{m обр} , ƒ_обр , U_{m иссл} , ƒ_иссл , ψ и φ , считая коэффициенты отклонения каналов Y (k_o.в) и X (k_o.г) одинаковыми и равными 1В/см .
3. Оценить абсолютную Δ_ƒcр и относительную δ_ƒcр погрешности сравнения частот исследуемого и образцового генераторов, вызванную изменением фигуры Лиссажу, если за время, равное Т секунд, она повторно воспроизводилась 5 раз.
4. Оценить границы абсолютной Δ_ƒиссл и относительной δ_ƒиссл погрешности измерения частоты исследуемого генератора, если известны границы относительной погрешности частоты образцового генератора  _fобр .
5. Записать результат измерения частоты ƒ_иссл в соответствии с нормативными документами в двух вариантах:

1) с указанием границ абсолютной погрешности;

2) с указанием границ относительной погрешности.

Исходные данные для решения приведены в таблицах 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1

Таблица 4.2

Список литературы:

1. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. Под ред. В.П. Хромого, М.: Радио и связь. 1986

2. И. Н. Запасный, В. И. Сметанин. Метрология, стандартизация и сертификация: Контрольное задание и методические указания. СибГУТИ – Новосибирск.

3. Кушнир Ф. В., Савенко В. Г., Верник С. М. Измерения в технике связи. – М.: Связь, 1976. – 432 с.

4. ГОСТ 8.401-80