Контрольная работа по "Метрология, стандартизация и сертификация". 6

Федеральное агентство  связи

Сибирский Государственный Университет  Телекоммуникаций и Информатики

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине:

"Метрология, стандартизация и сертификация"

Вариант 10

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Коннов Д.А.

Группа: ЗП-01

 

Проверил: ___________________

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск, 2013

Задача № 1

 
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 Δ макс; 
4. Оценку среднего квадратического отклонения погрешности случайной составляющей результата измерения (стандартную неопределенность результата измерения) S(); 
5. Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения ε при заданной доверительной вероятности α ; 
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. 

 
Таблица 1.1

M

i

lд ,м

D

I

5-10

272,3

2,1


 

Таблица 1.2

N

i

α

0

51-57

0,90


 

Таблица 1.3

i

5

6

7

8

9

10

  

li, м

275.81

273.50

276.65

275.81

273.28

275.30

  

i

51

52

53

54

55

56

57

li, м

275.15

275.40

275.09

273.35

273.86

275.66

273.83


Решение:

Таблица 1.4

№ п/п

№ измерений i

Значения ℓi, м

ℓi –ℓ ̄, м

(ℓi –ℓ ̄)2,м2

1

5

275,81

0,9876923

0,975536095

2

6

273,5

-1,322308

1,748497633

3

7

276,65

1,8276923

3,340459172

4

8

275,81

0,9876923

0,975536095

5

9

273,28

-1,542308

2,378713018

6

10

275,3

0,4776923

0,228189941

7

51

275,15

0,3276923

0,107382249

8

52

275,4

0,5776923

0,333728402

9

53

275,09

0,2676923

0,071659172

10

54

273,35

-1,472308

2,167689941

11

55

273,86

-0,962308

0,926036095

12

56

275,66

0,8376923

0,701728402

13

57

273,83

-0,992308

0,984674556

Σ

3572,69

1,71E-13

14,9398308


 

В таблице 1.4 приведены  следующие обозначения: ℓi - результат i-го наблюдения расстояния до места повреждения; ℓ ̄- результат измерения расстояния до места повреждения кабеля.

 

Найдем среднее значение (оценку математического ожидания) – результат измерения (РИ)

 

Вычислим оценку СКО  РН[2.С.42, ф.(2.13)]:

 

Вычислим погрешность  округления:

(1,12 -1,116)*100/1,116=0,36 %

Погрешность округления не превышает 5%, следовательно, округление верное.

 

Максимальная погрешность  результата наблюдений или предельно допустимая погрешность определяется по формуле:

     [2.С.43].

 ;

где  S оценка среднего квадратического отклонения (СКО) погрешности результата наблюдений (стандартная неопределенность единичного измерения).

Δмакс = 3∙1,116 = 3,348 ~ 3,4 м

Вычислим погрешность  округления:

(3,4 -3,348)∙100/3,348 =1,55 %

Погрешность округления не превышает 5%, следовательно, округление верное.

Вычислим оценку СКО  РИ:

 

Границы доверительного интервала (расширенную неопределенность) для результата измерения расстояния до места повреждения ε при заданной доверительной вероятности α

Для расчета доверительного интервала необходима формула:

,        [3.С.20]

- коэффициент распределения Стьюдента

 - среднее квадратическое отклонение результата измерения

Из условия задачи =0,90, значит =1,771 [приложение II учебника [1] страница 413].

Доверительный интервал

ε =1,771∙0,30946 =0,548 ≈ 0,55  м

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

Результат измерения  согласно МИ 1317-2004:

             = 274,82±0,55 м, =0,90, n=13, условия измерения нормальные.

 

Систематическую погрешность можно найти как отклонение результата измерения от действительного значения измеряемой физической величины [3.С.20]:

q = - = 274,8223-272,3 = 2,5223 ≈ 2,6 м

Вычислим погрешность  округления:

(2,4-2,372)∙100/2,372=1,2 %

Погрешность округления не превышает 5%, следовательно, округление верное.

Можно увеличить число  наблюдений, которое позволит уменьшить S() в заданное число D = 2,1 раз.

.При выполнении задания  считаем, что результаты наблюдений  распределены по нормальному  закону. Точечная оценка дисперсии для результата наблюдений (квадрат СКО результата наблюдений) S2 при большом числе наблюдений (в пределе при n→ к бесконечности) стремится к постоянной величине – дисперсии результата наблюдений σ2 [1.С.73]. Известно [1.С.74, ф. (4,24)], что оценка СКО результата измерений зависит от СКО результата наблюдений и числа наблюдений . Из этого выражения видно, что для изменения необходимо изменить . Отсюда можно получить новое число наблюдений, которое позволит уменьшить в заданное число D раз.

Из этих рассуждений  можно получить формулу для вычисления числа наблюдений, необходимого для  уменьшения в заданное число D раз:

Для изменения S() необходимо увеличить n в D2 = 2,12 = 4,41 раз

Тогда n2 = D2∙n = 4,41∙13 = 57

Задача № 2

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

 

Мощность в нагрузке измеряют с помощью амперметра А при нормальных условиях измерения. Показания прибора и его метрологические характеристики – условное обозначение класса точности и конечное значение шкалы прибора или диапазона измерения приведены в таблице 2.1. В таблице 2.2 приведены: метрологические характеристики измерительного генератора – числовое значение сопротивления Rг и его относительная погрешность d Rг; сопротивления нагрузки – значения сопротивления Rн и его относительная погрешность d Rн. 
 
Таблица 2.1

M

1

Показание амперметра IА, мА

19

Класс точности амперметра %

2

Конечное значение шкалы  амперметра или диапазон измерения, мА

-50 ¸ 50


 
Таблица 2.2

N

0

Rг , Ом

600

Относительная погрешность, d Rг, %

5,0

Rн, Ом

1300

Относительная погрешность, d Rн, %

1,5

Определить  абсолютный уровень напряжения

рUv

Определить абсолютный уровень мощности

рг


 
Необходимо определить:  
1. Абсолютный уровень напряжения на сопротивлении нагрузки рUv

2. Абсолютный уровень  мощности, выделяемой на внутреннем  сопротивлении генератора рг. 
3. Оценить границы абсолютной погрешности измерения абсолютных уровней напряжения и мощности, определенных в п.1 и п.2. 
4. Оформить результаты измерения абсолютных уровней напряжения и мощности в соответствии с нормативными документами. 
 
Решение: Определим абсолютный уровень напряжения на сопротивлении нагрузки, если известно значение протекающего тока через нагрузку IА. Используя закон Ома, выразим напряжения на сопротивлении нагрузки через известные параметры:

UV = IА Rн = 0,015∙1300 = 19,5 B.

Абсолютный уровень напряжения на сопротивлении нагрузки:

рUv =20 lg(U/Uo)= = 20 lg ((19,5/ 0,775) =  28,0 дБ,

где Uo = 0,775 В при градуировочном сопротивлении равном 600 Ом.

Выразим мощность, выделяемую на внутреннем сопротивлении генератора, если уже известно значение протекающего тока через нагрузку.

РГ = RГ∙(IA)2

Абсолютный уровень  мощности рГ, выделяемой на внутреннем сопротивлении генератора:

pГ =10∙lg(РГ/Р0)=10∙lg(RГ∙(IA)2/Р0) [дБ],             [1.С.301]

где Р0 = 1Вт

рГ =10∙lg(600∙(0,015)2/1)= -8,7 дБ

 

3. Для оценки границ  абсолютной погрешности измерения  воспользуемся выражением для  оценки погрешности косвенного измерения:

            ,        [2.С.47]

где А является функцией нескольких переменных.

При измерении абсолютного  уровня напряжения на сопротивлении  нагрузки

 

Вычисляем производные, учитывая, что U0  является константой

         

Формула для вычисления абсолютной погрешности результата косвенного измерения:

 

Абсолютные погрешности  амперметра и значения сопротивления:

 

 

Вычислим погрешность  округления:

(1,2 – 1,164)∙100/1,164 = 3,09 %

Погрешность округления не превышает 5%, следовательно, округление верное.

 

Оценим  границы абсолютной погрешности абсолютного уровня мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении  генератора:

 

 

Вычислим погрешность  округления:

(1,2 – 1,178)∙100/1,178 = 1,87 %

Погрешность округления не превышает 5%, следовательно, округление верное.

 

4. Оформим результаты  измерения абсолютных уровней  напряжения и мощности согласно нормативным документам:

рUv = -8,7±1,2 дБ    условия измерения нормальные.

рг = 28,0±1,2 дБ  условия измерения нормальные.

 

 

 

 

 

Задача 3.

Основные  функции и задачи стандартизации.

Общей целью стандартизации является защита интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции, процессов и услуг.

Для достижения социальных и технико-экономических целей  стандартизация выполняет определенные функции.

Функция упорядочения —  преодоление неразумного многообразия объектов (раздутая номенклатура продукции, ненужное многообразие документов). Она сводится к упрощению и ограничению.

Охранная (социальная) функция  — обеспечение безопасности потребителей продукции (услуг), изготовителей и  государства, объединение усилий человечества по защите природы от техногенного воздействия цивилизации. Реализация этой функции позволит повысить уровень безопасности жизни и здоровья граждан, государственного и муниципального имущества, уровень экологической безопасности, безопасности жизни и здоровья животных, растений, повысит уровень безопасности объектов с учетом риска техногенного характера.

Ресурсосберегающая функция  обусловлена ограниченностью материальных. Энергетических, трудовых и природных  ресурсов и заключается в установлении в НД обоснованных ограничений на расходование ресурсов.

Коммуникативная функция направлена на преодоление барьеров в торговле и на содействие научно- техническому и экономическому сотрудничеству.

Цивилизующая функция  направлена на повышение качества продукции  и услуг как составляющей качества жизни. Реализация этой функции позволяет достичь целей научно-технического прогресса, повышения конкурентоспособности продукции, работ и услуг.

Информационная функция. Стандартизация обеспечивает материальное производство, науку и технику  и другие сферы нормативными документами. Эталонами мер, образцами — эталонами продукции как носителями ценной технической и управленческой информации.

Функция нормотворчества  проявляется в задании норм и  требований (правил, значений параметров, условий для выполнения) применительно  к объекту стандартизации.

Доказательная функция  проявляется в том, что гармонизированные  с конкретным ТР стандарты раскрывают существенные требования регламентов.

В соответствии с ФЗ «О техническом регулировании» для  реализации поставленных целей предусмотрено решение следующих основных задач:

-обеспечение взаимопонимания  между разработчиками, изготовителями, продавцами и потребителями (заказчиками)  продукции и услуг;

-установление оптимальных  требований к номенклатуре и  качеству продукции и услуг  в интересах потребителя и государства, в том числе обеспечивающих ее безопасность для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества;

- установление требований  по совместимости (конструктивной, электрической, электромагнитной, информационной, программной и др.), а также взаимозаменяемости продукции;

-согласование и увязка  показателей и характеристик  продукции, ее элементов, комплектующих  изделий, сырья и материалов;

- унификация на основе  установления и применения параметрических  и типоразмерных рядов, базовых  конструкций, конструктивно-унифицированных блочно-модульных составных частей изделий;

 - установление метрологических норм, правил, положений и требований;

- нормативно-техническое  обеспечение контроля (испытаний,  анализа, измерений), сертификации  и оценки качества продукции;

- установление требований  к технологическим процессам,  в том числе в целях снижения  материалоемкости, энергоемкости и  трудоемкости, обеспечения применения  малоотходных технологий;

- создание и ведение  систем классификации и кодирования  технико-экономической информации;

- нормативное обеспечение  межгосударственных и государственных  социально-экономических и научно-технических  программ (проектов) и инфраструктурных  комплексов (транспорт, связь, оборона,  охрана окружающей среды, контроль  среды обитания, безопасность населения и т.д.);

- создание системы  каталогизации для обеспечения  потребителей информацией о номенклатуре и основных показателях продукции;

- содействие  реализации законодательства Российской  Федерации методами и средствами  стандартизации.

 

Задача 4.

Цели и принципы подтверждения соответствия.

Подтверждение соответствия – процедура результатом  которой, является документальное свидетельство (сертификат или декларация), удостоверяющее что продукция соответствует  установленным требованиям (из правил по сертификации)

1. Добровольное (добровольная сертификация)

2. Обязательное (обязат. сертификация и декларирование  соответствия)

Подтверждение соответствия осуществляется в целях:

 — удостоверения соответствия продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, работ, услуг или иных объектов техническим регламентам, стандартам, условиям договоров;

 — содействия приобретателям в компетентном выборе продукции, работ, услуг;

 — повышения конкурентоспособности продукции, работ, услуг на российском и международном рынках;

 — создания условий для обеспечения свободного перемещения товаров по территории Российской Федерации, а также для осуществления международного экономического, научно – технического сотрудничества и международной торговли.

Подтверждение соответствия осуществляется на основе принципов:

 — доступности информации о порядке осуществления подтверждения соответствия заинтересованным лицам;

 — недопустимости применения обязательного подтверждения соответствия к объектам, в отношении которых не установлены требования технических регламентов;

 — установления перечня форм и схем обязательного подтверждения соответствия в отношении определенных видов продукции в соответствующем техническом регламенте;

 — уменьшения сроков осуществления обязательного подтверждения соответствия и затрат заявителя;

 — недопустимости принуждения к осуществлению добровольного подтверждения соответствия;

 — защиты имущественных интересов заявителей, соблюдения коммерческой тайны в отношении сведений, полученных при осуществлении подтверждения соответствия;

 — недопустимости подмены обязательного подтверждения соответствия добровольной сертификацией.

Сертификация  продукции – процедура подтверждения  соответствия, посредством которой независимая от изготовителя (продавца, исполнителя) и потребителя (покупателя) организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям. Подтверждение соответствия на территории Российской Федерации может носить добровольный или обязательный характер. Добровольное подтверждение соответствия осуществляется в форме добровольной сертификации. Обязательное подтверждение соответствия осуществляется в формах принятия декларации о соответствии, обязательной сертификации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Запасный И. Н., Сметанин  В. И. Метрология, стандартизация  и серти-фикация. Контрольное  задание и методические указания. – Н.: 2004. – 36 с.

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

3. Метрология, стандартизация  и измерения в технике связи/  Под ред. Б. П. Хромого. –  М.: Радио и связь, 1986. – 418 с.


Контрольная работа по Метрология, стандартизация и сертификация. 6 📙 Контрольная → 🆔 62950

Контрольная работа по Метрология, стандартизация и сертификация. 6 📙 Контрольная → 🆔 62950

Контрольная работа по "Метрология, стандартизация и сертификация". 6