Контрольная работа. Методические указания по выполнению и оформлению контрольной работы

Методические указания по выполнению и оформлению контрольной работы

Вариант контрольной работы для каждого студента – индивидуальный. Номер варианта соответствует номеру в группе. В каждом из десяти вариантов предлагается выполнить пять заданий.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку. Каждое задание необходимо начинать с новой страницы, между строками оставлять достаточный интервал (1 клетку). Для замечаний преподавателя на страницах оставлять поля шириной не менее 30 мм, а в конце тетради – 2 – 3 страницы для рецензии и работы над ошибками.

Условия заданий надо переписать. Решение задачи разделить на пункты. Каждый пункт должен иметь порядковый номер и заголовок с указанием, что определяется. Все пункты решения пояснить, привести формулы, указать страницы учебников, откуда они приведены, и размерность единиц измерения (в соответствии с системой СИ). Формулы и расчеты писать чернилами, а рисунки и схемы выполнять карандашом. Должны быть выделены в отдельную строку и подчеркнуты заголовки: «Номер задания»; «Дано»; «Определить»; «Решение»; «Ответ».

В конце работы указать наименования и год издания учебников, которыми студент пользовался при выполнении контрольной работы, поставить дату и подпись.

После получения работы следует изучить все поправки и замечания преподавателя, исправить ошибки, выполнив необходимые записи на оставшихся чистых листах тетради, озаглавив их «Работа над ошибками».

Неаккуратное выполнение контрольной работы, несоблюдение принятой размерности и плохое выполнение рисунков и схем могут послужить причиной возвращения ее для переделки.

Варианты контрольной работы

1.1 Необходимо измерить напряжение U = 120 В. Для этого имеются два вольтметра: один класса точности 1,5 с пределом 500 В и второй класса точности 4,0 с пределом 200 В. Определить, какой прибор обеспечит более высокую точность измерения.

1.2. К миллиамперметру для расширения пределов измерения подключен шунт. Определить ток в цепи при следующих исходных данных: предел измерения миллиамперметра – 100 мА; внутреннее сопротивление миллиамперметра – 30 Ом; количество делений на шкале – 50; отклонение стрелки при измерении тока – 40 дел.; сопротивление шунта – 1 Ом. Привести схему включения шунта.

1.3. При измерении мощности ваттметром класса точности 0,5, рассчитанным на номинальную мощность 500 Вт, записано показание 150 Вт. Найти пределы, между которыми заключено действительное значение измеряемой мощности.

1.4. На выходе генератора необходимо получить напряжение, осциллограмма которого изображена на рис. 1. Период несущей – 10 мкс, период огибающей – 1 мс. Выбрать нужный генератор, указать его тип, режим работы для получения параметров данного сигнала.

Рис. 1

1.5. Привести структурную схему универсального электронного осциллографа. Описать назначение основных блоков.

2.1. Необходимо измерить ток I = 4 мА. Для этого имеются два миллиамперметра: один класса точности 1,0 с пределом 20 мА, второй класса точности 2,5 с пределом 10 мА. Определить, у какого прибора меньше предел допускаемой основной относительной погрешности, и какой прибор обеспечит более высокую точность заданного измерения.

2.2. Определить пиковое, среднеквадратическое и средневыпрямленное значения напряжения пилообразной формы, поданного на вход электронного вольтметра с детектором средневыпрямленного значения, закрытым входом, со шкалой, проградуированной в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Показания вольтметра составили 6,0 В. Ответ пояснить рисунками.

2.3. На экране осциллографа получено изображение синусоидального сигнала (рис. 2). Определить основные параметры сигнала. Тип осциллографа и положение органов управления выбрать самостоятельно и указать их.

Рис. 2

2.4. Каким образом из магнитоэлектрического вольтметра на 1,5 В с добавочным сопротивлением 145 Ом и сопротивлением рамки 5 Ом можно сделать амперметр на 1 А? Составить схему прибора.

2.5. Привести общие положения алгоритма обработки результатов многократных наблюдений при прямых измерениях.

3.1. Коэффициент амплитудной модуляции измеряется методом синусоидальной развертки (трапеции). Определить значение коэффициента модуляции, если основания трапеции составляют 1 и 9 делений координатной сетки электронно-лучевой трубки соответственно. Ответ пояснить блок-схемой и рисунками.

3.2. На экране двухканального осциллографа получено изображение двух синусоидальных изображений (рис. 3). Нарисовать блок-схему получения изображения. Определить амплитуды, частоту и фазовый сдвиг для этих сигналов. Тип осциллографа и положение органов управления выбрать самостоятельно и указать их.

Рис. 3

3.3. Напряжение сигнала неизвестной формы измерялось тремя вольтметрами, которые имеют открытые входы, их шкалы проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения, детекторы соответственно пикового, среднеквадратического и средневыпрямленного значений. Определить коэффициенты амплитуды и формы, если показания вольтметра с пиковым детектором составили 72 В, с детектором среднеквадратического значения – 58 В, с детектором средневыпрямленного значения – 49 В.

3.4. Формы и параметры напряжений. Классификация электронных вольтметров. Вольтметры с открытым и закрытым входом.

3.5. Два разных сопротивления R ₁ и R ₂ включены параллельно. В ветви с сопротивлением R ₁ включен амперметр A ₁, а в неразветвленной части цепи – амперметр A ₂. Нарисовать схему и указать, как изменятся показания и погрешность измерения, если сопротивления станут равными, т.е. R ₁ = R ₂.

4.1. Показания образцового амперметра 20,4 А. Определить абсолютную и относительную погрешности, поправку и действительное значение измеряемой величины для двух поверяемых приборов, если показания прибора в одном случае 20 А, а в другом – 15 А.

4.2. Сигнал синусоидальной формы после однополупериодного выпрямителя имеет коэффициент формы 1,76 и коэффициент амплитуды 2,0. Вольтметр имеет пиковый детектор, закрытый вход, шкала проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Показания вольтметра составили 2,0 В. Определить пиковое, среднеквадратическое и средневыпрямленное значения напряжения.

4.3. Определить частоту сигнала, поданного на вход Y электронного осциллографа, горизонтальная развертка которого осуществляется синусоидальным напряжением частотой 1500 Гц, а на экране электронно-лучевой трубки получена фигура Лиссажу в виде вертикальной восьмерки.

4.4. Методы измерения фазового сдвига. Структурная схема цифрового фазометра, принцип работы.

4.5. На экране осциллографа получено изображение амплитудно-модулированного сигнала (рис. 4). Определить коэффициент амплитудной модуляции. Тип осциллографа и положение органов управления выбрать самостоятельно и указать их.

Рис. 4

5.1. При поверке технического вольтметра электромагнитной системы получены следующие показания приборов:

- поверяемый вольтметр:

30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110; 120; 130; 140; 150;

- образцовый вольтметр:

28; 39,5; 50; 59,5; 68; 79; 89; 97,5; 108,5; 119; 128; 139,5; 149.

Определить абсолютную и относительную погрешности прибора и поправку, построить кривую поправок. Определить, к какому классу точности можно отнести прибор.

5. 2. Назначение анализаторов спектра. Последовательный и параллельный способы анализа спектра.

5. 3. Миллиамперметр рассчитан на ток 500 мА и имеет чувствительность по току 0,2 дел/мА. Определить число делений шкалы, цену деления и ток, если стрелка миллиамперметра отклонилась на 60 делений.

5. 4. На экране осциллографа получено изображение импульсного сигнала (рис. 5). Определить амплитуду, длительность импульса, частоту, длительность фронта и длительность среза. Тип осциллографа и положение органов управления выбрать самостоятельно и указать их.

Рис. 5

5. 5. Выпрямительный миллиамперметр с двухполупериодной схемой выпрямления (рис. 6) включен в цепь переменного синусоидального тока (f = 20 Гц; I _max = 15,5 мА). Определить: 1) значение постоянного тока, проходящего через измеритель; 2) показание миллиамперметра, шкала которого градуирована в среднеквадратических значениях синусоидального тока.

Рис. 6

6.1. Измерительный прибор без шунта сопротивлением 0,28 Ом имеет шкалу на 50 делений, цена деления – 0,01 А/дел. Определить цену деления этого прибора и предельную величину измеряемого тока при подключении шунта сопротивлением 0,02 Ом.

6.2. На входе генератора необходимо получить сигнал, осциллограмма которого изображена на рис. 7. Необходимо выбрать нужный генератор, указать его тип, основные технические характеристики и положение органов управления для получения параметров данного сигнала. U_m = 15 В, T = 100 мкс.

Рис. 7

6.3. Для измерения сопротивления R_х используется магнитоэлектрический омметр, имеющий последовательную схему включения (рис. 8). Напряжение источника питания Е = 3 В, колебание этого напряжения составляет ± 1 %, ограничивающее сопротивление R ₀ = 10 кОм. Определить, в каких пределах должно измеряться значение R_К при установке прибора на нулевую отметку, если Е = 3 В, R_К = 2 кОм. Внутреннее сопротивление магнитоэлектрического миллиамперметра 3 кОм.

Рис. 8

6.4. Выбрать магнитоэлектрический вольтметр со стандартными пределами измерения и классом точности при условии, что результат измерения напряжения должен отличаться от истинного значения в 44 В не более чем на ± 0,4 В.

6.5. Структурная схема высокочастотного генератора, назначение блоков. Основные технические и метрологические параметры.

7.1. Для измерения мощности, потребляемой активной нагрузкой, обладающей сопротивлением 11 ± 0,5 Ом, применялся вольтметр на номинальное напряжение 300 В класса точности 1,5. Определить потребляемую мощность и наибольшую относительную погрешность, если вольтметр показывает 240 В.

7.2. Напряжения, изменяющиеся по синусоидальному закону, поданы на каналы горизонтального и вертикального отклонения осциллографа. На экране электронно-лучевой трубки получено изображение в виде круга (рис. 9). Определить значение угла сдвига фаз по этой фигуре.

Рис. 9

7.3. На выходе генератора необходимо получить напряжение, осциллограмма которого изображена на рис. 10: размах сигнала – 22 В; период – 40 мс. Выбрать нужный генератор, указать его тип, основные характеристики и положение органов управления для получения параметров данного сигнала.

Рис. 10

Амплитудно-модулированные колебания. Коэффициент глубины модуляции. Осциллографические методы определения коэффициента модуляции линейной, синусоидальной и эллиптической разверток.

7.5. Определить необходимое сопротивление шунта амперметра на ток 0,1 А сопротивлением 2 Ом и величину добавочного сопротивления милливольтметра на 150 мВ сопротивлением 25 Ом, чтобы указанными приборами можно было измерить ток до 10 А, а напряжение – до 150 В.

8.1. Определить суммарное напряжение на зажимах цепи и максимально возможную относительную погрешность при его измерении (рис. 11), если напряжения на сопротивлениях R ₁, R ₂ и R ₃ равны соответственно: U ₁ = 110 B, U ₂ = 80 B, U ₃ = 30 B. Напряжения на сопротивлениях R ₁ и R ₂ измерялись вольтметрами на 150 В класса точности 2,5, а напряжение на сопротивлении R ₃ – вольтметром на 50 В класса точности 1,5.

Рис. 11

8.2. Определить относительную погрешность измерения коэффициента амплитудной модуляции методом линейной развертки с помощью электронного осциллографа. Отношение максимального и минимального размаха сигнала на осциллограмме составляет U _MAX = 2 × U _MIN. Действительные параметры сигнала: U _MAX = 10,23 В, U _MIN = 5,5 В.

8.3. Виды искажений сигналов. Коэффициент гармоник. Структурная схема измерителя нелинейных искажений, принцип работы.

8.4. Определить сопротивление резистора R_x (рис. 12), включенного в плечо уравновешенного моста постоянного тока, если R ₂ = 5 кОм, R ₃ = 1 кОм, R ₄ = 5 кОм. Оценить, какой минимальной чувствительностью должен обладать индикатор, если его внутреннее сопротивление 0,6 кОм, напряжение источника питания Е = 6 В, а R_x необходимо измерить с относительной погрешностью ± 2 %.

Рис. 12

8.5. С помощью осциллографа исследуется импульсное напряжение прямоугольной формы с периодом Т_х в три раза меньшим, чем период пилообразного напряжения развертки Т_р. Начертить осциллограмму, которая должна получиться на экране осциллографа. Привести поясняющие графики напряжений исследуемого сигнала и развертки. Как изменится осциллограмма, если увеличить период напряжения развертки Т_р относительно периода исследуемого сигнала Т_х в 5 раз, 10 раз?

9.1. Возможно ли с помощью аналогового вольтметра, имеющего класс точности 1,0 и предел измерения 30 В, измерить напряжение 12 В с относительной погрешностью, не превышающей 2 %?

9.2. Начертить схему трехпредельного вольтметра постоянного напряжения. Рассчитать добавочные сопротивления вольтметра для измерений напряжений с пределами: 1, 10, 100 В. В качестве измерителя используется микроамперметр, у которого ток полного отклонения 75 мкА и внутреннее сопротивление 700 Ом.

9.3. При каком соотношении максимальной и минимальной амплитуды модулированных колебаний коэффициент модуляции равен 50 %? Ответ пояснить рисунками и блок-схемой получения сигнала.

9.4. Классификация измерительных генераторов. Подгруппы генераторов. Обобщенная структурная схема и основные параметры генератора.

9.5. Частота сигнала измерялась методами линейной и круговой развертки. В результате были получены осциллограммы, изображенные на рис. 13. При измерении частоты методом яркостных меток времени круговая развертка осуществлялась напряжением с частотой 80 Гц. Определить относительную погрешность измерения частоты методом линейной развертки, если коэффициент развертки по горизонтали равен 50 мкс/дел.

Рис. 13

10.1. Имеются вольтметры с открытыми входами, шкалы которых проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения, детектор соответственно пиковый, среднеквадратического и средневыпрямленного значений. Измеряемое напряжение имеет коэффициент амплитуды 1,73 и коэффициент формы 1,16. Необходимо по показаниям одного из вольтметров найти показания двух других: 1) показания вольтметра с пиковым детектором 26,0 мВ; 2) показания вольтметра с детектором среднеквадратического значения 24,0 мВ; 3) показания вольтметра с детектором средневыпрямленного значения 24,2 мВ.

10.2. На экране осциллографа получено изображение следующего вида (рис. 14). Напряжение синусоидального сигнала образцовой частоты 300 Гц подведено к Х -пластинам ЭЛТ. Напряжение измеряемой частоты – к Y -пластинам ЭЛТ. Определить частоту сигнала и пояснить принцип измерения. Изобразить фигуру, которая будет получена на экране ЭЛТ, если образцовый сигнал подать на пластины Y, а

измеряемый – на пластины Х.

Рис. 14

10.3. Определить пределы инструментальных абсолютной и относительной погрешностей измерения напряжения 8,6 В, если измерения проводились магнитоэлектрическим вольтметром с нулем в середине шкалы, классом точности 2,5 и пределами измерения ± 25 В.

10.4. Что такое период, частота и нестабильность частоты? В каком диапазоне частот используют понятие «длина волны»? Структурная схема и принцип работы цифрового частотомера.

10.5. Параметры конденсатора с малыми потерями измеряются с помощью моста переменного тока (рис. 15). Определить значения С_х, R_п, tgd, если С ₀ = 0,1 мкФ, R ₂ = 100 Ом, R ₃ = 200 Ом, R ₄ = 100 Ом. Частота питающего напряжения – 1 кГц.

Рис. 15

Краткое содержание курса «Методы электрических измерений».

Поиск по сайту: