Контрольная работа по "Метрологии"

НИЖНЕКАМСКИЙ  ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ И  ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

ФГБО УВПО КНИТУ  им.А.Н.Туполева-КАИ

 

 

                                                            Тахавов                          

____________________________

                                                                                                               Фамилия

                                                                      Ренат

________________________

                                                                                                   имя

                                                              Наилевич

________________________

                                                                                                 отчество

                                                    

3   курса  заоч. отделения

                                                                                                                                                                                                                                             27371 гр.

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по метрологии

 

за   5  семестр 2012/2013 уч. года

 

преподаватель: Ачаева И.Г.

 

 

 

 

 

 

 

Домашний адрес с индексом

__________________________

__________________________

 

Телефон (дом. и раб., сот.):

8-919-648-28-88

 

 

Содержание

 

Введение

1. Виды стандартов
2. Цифровой фазометр

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

     Метрология как наука и область практической деятельности человека зародилась в глубокой древности. На всем пути развития человеческого общества измерения были основой взаимоотношений людей между собой, с окружающими предметами, с природой. При этом вырабатывались определенные представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления. С течением времени и развитием производства ужесточились требования к качеству метрологической информации, что привело в итоге к созданию системы метрологического обеспечения деятельности человека. В данной работе мы рассмотрим два вопроса: виды стандартов и цифровой фазометр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды стандартов.

 

Выделяют несколько видов  стандартов. Применение в конкретной ситуации того или иного стандарта  определяется характерными чертами  и спецификой объекта стандартизации.

Основополагающие стандарты  – нормативные документы, утвержденные для определенных областей науки, техники  и производства, содержащие в себе общие положения, принципы, правила  и нормы для данных областей. Этот тип стандартов должен способствовать эффективному взаимодействию между  различными отраслями науки, техники  и производства, а также устанавливать  общие нормы и принципы проведения работ в определенной области. Главная  цель утверждения основополагающих стандартов – обеспечение в процессе разработки и эксплуатации продукта выполнения обязательных требований и  общетехнических норм, предусмотренных  Государственными стандартами, таких, как безопасность продукта для жизни  и здоровья потребителя, имущества  и окружающей среды.

       Основополагающие стандарты могут также устанавливать техническую и научную терминологию, используемую в определенных сферах; регламентировать условные обозначения; содержать основные требования к оформлению документации для определенной области.

Стандарты на продукцию (услуги) – нормативные документы, утверждающие требования либо к определенному  виду продукции (услуги), либо к группам  однородной продукции (услуги). Существуют две следующих разновидности  данного нормативного документа:

        1) стандарты общих технических условий, применяющиеся к группам однородной продукции (услуг);

        2) стандарты технических условий, применяющиеся к конкретным видам продукции (услуги). Стандарт общих технических условий включает в себя классификацию, основные параметры (размеры), требования к качеству, упаковке, маркировке, транспортировке, правила эксплуатации и обязательные требования по безопасности жизни и здоровья потребителя, окружающей среды, правила утилизации.

Данные разделы не всегда присутствуют в полном объеме (исключение составляют требования по безопасности), содержание данного стандарта зависит  от специфики продукта (услуги).

Стандарт технических  условий содержит более конкретные требования, так как применяется  уже непосредственно к конкретным видам продукции (услуги). Однако требования стандарта технических условий  не должны вступать в противоречие с требованиями стандарта общих  технических условий. Рассматриваемый  стандарт содержит также информацию о товарном знаке и наличии  сертификата у изделия. Если объектом стандарта является услуга, в стандарт могут входить указания по поводу ассортимента предоставляемых услуг.

Стандарты на работы (процесс) – нормативные документы, утверждающие нормы и правила для различных  видов работ, которые проводятся на определенных стадиях жизненного цикла продукции (разработка, изготовление, потребление, хранение, транспортировка, ремонт и утилизация).

Обязательными требованиями, входящими в данный вид стандартов, являются требования безопасности для  жизни и здоровья людей и окружающей среды во время технологических  операций.

Стандарты на методы контроля (испытания, измерения, анализа) должны обеспечивать полный контроль над выполнением  обязательных требований к качеству продукции, определенному принятыми  стандартами. В данном типе стандартов должны утверждаться максимально объективные 

методы контроля, дающие воспроизводимыеё и сопоставимые результаты.

Основой стандартизированных  методов контроля являются Международные  стандарты. В стандарте обязательно  должна присутствовать информация о  возможной допустимой погрешности  измерений.

Для более эффективной  оценки показателя качества продукции  в стандарте, как правило, предлагается несколько методик контроля. В  стандарте для каждого метода контроля должны быть утверждены инструменты  и устройства, с помощью которых  должны проводиться испытания, этапы  подготовки испытания, алгоритм проведения испытания, указания к порядку обработки  исходов испытания, требования к  оформлению результатов испытания, допустимая погрешность испытания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Цифровой фазометр.

 

Изобретение относится к  устройствам измерений разности начальных фаз сигналов в присутствии переменной фазовой составляющей, имеющей периодический характер, в частности в системах связи, использующих ретранслятор, входящий в состав аппаратуры искусственного спутника Земли, размещенного на геостационарной орбите. Технический результат заключается в повышении точности измерения разности начальных фаз. Согласно изобретению цифровой фазометр содержит двухканальный преобразователь сдвиг фазы - интервал времени, элемент 2И/ИЛИ, первый элемент И, счетчик, формирователь, генератор квантирующих импульсов. Введение в фазометр блока сравнения, коммутатора, вычислительного блока, времязадающего узла, формирователя импульса конца первого измерения, буферного регистра, второго элемента И, формирователя импульса конца второго измерения, элемента задержки, первого элемента ИЛИ, RS-триггера, второго элемента ИЛИ, счетчика количества измерительных циклов 19 позволяет исключить переменную составляющую, вызванную движением спутника за измерительное время, т.е. повысить точность измерения разности начальных фаз. 1 ил.

Известно устройство, описанное  в патенте РФ 1661671, кл. G 01 R 25/08, опубл. 07.07.91.

    Устройство содержит два усилителя-ограничителя, косинусный и синусный фазовые детекторы, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), два компаратора, блок элементов 2И, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), элемент совпадения, элемент задержки, блок регистровой памяти, при этом выходы усилителей-ограничителей соединены с косинусным и синусным фазовыми детекторами, первый выход верхнего плеча косинусного детектора соединен с первым входом компаратора, сигнальным входом первого АЦП, опорным входом второго АЦП, а его второй выход нижнего плеча соединен с вторым входом компаратора, опорным входом первого АЦП, сигнальным входом второго АЦП, первый и второй выходы синусного фазового детектора, соединены соответственно с первым и вторым входом компаратора, третьи стробирующие входы компараторов соединены между собой входом "Запуск" устройства, входами "Запуск" АЦП, выходы компараторов соединены с соответствующими старшими адресными входами ПЗУ, младшие адресные входы которого соединены соответственно с выходами блока элементов 2И, информационные входы АЦП соединены соответственно с входами блока элементов 2И, так что первые информационные выходы АЦП соединены с первым и вторым входами первого элемента 2И, а n-е выходы - с первыми и вторыми входами n-го элемента 2И, выходы "Готовность данных" АЦП соединены с первым и вторым входами элемента совпадения, выходом подключенного к входу элемента задержки, выход которого соединен с входом записи данных блока регистровой памяти, выходы ПЗУ соединены с соответствующими входами данных блока регистровой памяти, выходы которого являются выходами устройства.

    Недостаток устройства  состоит в следующем. Устройство  относится к классу усредняющих  устройств, представляющих результат  измерения в виде среднего  значения измеряемой величины  за измерительное время. Такие  устройства предназначены для  измерения величины, сохраняющей  постоянство за измерительное  время. Если в составе измеряемой  величины есть составляющая, зависящая  от времени, то в результат  измерения будет входить также  среднее значение этой составляющей, т. е. измерение будет произведено  с большой погрешностью.

    Наиболее близким  к предлагаемому техническому  решению является получивший  широкое распространение цифровой  фазометр с постоянным измерительным  временем, описанный в книге М.К.  Чмых. Цифровая фазометрия. - М.: Радио и связь, 1993, с. 9.

    Устройство содержит  двухканальный преобразователь  сдвиг фазы - интервал времени,  первый элемент И, генератор импульсов, формирователь, второй элемент И, элемент ИЛИ, времязадающий узел, третий элемент И, счетчик, причем к первому входу преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен источник опорного напряжения, а к второму - источник напряжения с измеряемым фазовым сдвигом, первый выход преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен к первому входу первого элемента И, второй выход преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен к первому входу второго элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, генератор импульсов соединен с формирователем, первый выход которого подключен параллельно к второму входу первого элемента И, и времязадающему узлу, а второй выход формирователя соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход времязадающего узла соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику. В следующем ниже описании первый элемент И, второй элемент И, и элемент ИЛИ объединены в один элемент 2И/ИЛИ, что не является принципиальным, но способствует лучшему пониманию работы устройство поскольку соответствует современной элементной базе. Элемент 2И/ИЛИ в формуле изобретения внесен в ограничительную часть, как общий с наиболее близким к предлагаемому техническому решению.

    Недостаток устройства  состоит в том, что в ряде  случаев необходимо произвести  разновременное измерение разности  начальных фаз двух колебаний  в присутствии достаточно медленно  меняющейся периодической составляющей  фазы, например при проведении  фазовых измерений в системе  связи через спутник, расположенный  на геостационарной орбите. Реальная  орбита спутника несколько отличается  от гипотетически круговой, поскольку имеет ненулевой эксцентриситет и имеет наклонение. Относительно неподвижного земного наблюдателя спутник перемещается по замкнутой траектории, очертанием напоминающей цифру "8" с периодом одни сутки. Это приводит к тому, что спутник удаляется и/или приближается относительно поверхности Земли, т.е. изменяется расстояния в течение времени измерения Т_изм. Отсюда следует, что фазовая компонента принимаемого сигнала содержит не только постоянную измеряемую разность начальных фаз  _x, но и  _п - медленно меняющуюся переменную составляющую, вызванную перемещением спутника за измерительное время. В общем виде фаза   принимаемого сигнала зависит от времени t: 
 
(t) =  _x Vt, (1) 
 
где V - скорость измерения переменной составляющей. Переменная составляющая существенно искажает результат измерения искомой величины  _x, или другими словами, снижает точность измерения разность начальных фаз.

   Однако расчеты  показывают, что в любых позициях  спутника независимо от мгновенного  значения скорости его движения  в двух смежных измерительных  интервалах при времени измерения  порядка Т_изм (1... 10) с переменная составляющая, выраженная в градусах набега фазы, не превышает значений (0,01... 0,001)^o, что позволяет считать ее линейной величиной. Это обстоятельство позволяет исключить переменную составляющую из результата измерения с точностью (0,01... 0,001)^o, что вполне удовлетворяет требованиям практики. Пусть в первом измерительном цикле результат измерения, когда скорость изменения переменной составляющей в формуле (1) положительна: 
 
1 =  _x+ _п, (2) 
 
а во втором: 
 
2 =  _x+2 _п. (3) 
 
Тогда  2- 1 =  _п, что позволяет получить интересующее значение: 
 
_x =  1- _п 
 
или 
 
_x =  1-( 2- 1) = 2 1- 2. (4) 
 
Когда скорость изменения переменной составляющей в формуле (1) отрицательна, то выражения (2, 3) видоизменятся: 
 
1 =  _x+ _п, 
 
2 =  _x+ _п/2. 
 
Тогда 
 
_x =  2-( 1- 2) = 2 2- 1. (5) 
 
Выражения (4, 5) являются основой для реализации устройства.