ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 23
Класифікація засобів вимірювань. Структурні схеми та особливості роботи. - (30 балів)
Засобами вимірювальної техніки (ЗВТ) називають технічні засоби, які застосовуються під час вимірювань і мають нормовані метрологічні характеристики (МХ). Метрологічними називаються ті характеристики засобів вимірювань, від яких залежить точність результатів, одержаних за їх допомогою.
До засобів вимірювальної техніки відносяться засоби вимірювань (ЗВ) та вимірювальні пристрої. Засіб вимірювання це ЗВТ, який реалізує процедуру вимірювань. Види ЗВ: вимірювальні прилади, вимірювальні канали, вимірювальні системи, кодові ЗВ (АЦП), реєструвальні ЗВ. Вимірювальний пристрій (ВП) - ЗВТ, в якому виконується лише одна зі складових частин процедури вимірювань (вимірювальна операція). ВП це міри, набори і магазини мір, компаратори, вимірювальні перетворювачі (давачі, сенсори), масштабні перетворювачі та обчислювальні компоненти.
Міра - ВП, що реалізує відтворення та (або) збереження ФВ заданого розміру (однозначна міра) або ряду розмірів (багатозначна міра). Наприклад, магазин опору, індуктивності, ємності.
Вимірювальний перетворювач - ВП, що реалізує вимірювальне перетворення вхідного вимірювального сигналу на вихідний сигнал, зручний для дальшого перетворення, обробки, зберігання чи передавання вимірювальної інформації, але не для безпосереднього сприймання спостерігачем. Наприклад, калібрований шунт, вимірювальний трансформатор, атестована термопара. Первинний вимірювальний перетворювач (сенсор) перший взаємодіє з об'єктом вимірювань.
Вимірювальний прилад - 3В, в якому створюється візуальний сигнал вимірювальної інформації, який придатний для безпосереднього сприймання спостерігачем завдяки наявності відлікового пристрою (шакала з вказівником, цифрове табло), наприклад, вольтметр, ватметр, термометр.
Вимірювальна система (ВС)- сукупність вимірювальних каналів (3В і засобів зв'язку, для створення сигналу про одну ФВ), вимірювальних пристроїв та інших технічних засобів об'єднаних для створення сигналів вимірювальної інформації про декілька вимірюваних ФВ. Найчастіше ВС призначена для вироблення сигналів у формі, придатній для автоматичної обробки, передачі і (або) використання вимірювальної інформації в автоматизованих системах управління.
Вимірювальні системи можна вважати різновидом вимірювальних інформаційних систем (ВІС), до яких належать також системи автоматичного контролю, системи технічної діагностики і системи розпізнавання образів. ВІС також входять до окладу автоматизованих систем управління. Отже, ВІС це сукупність ЗВТ, засобів контролю, діагностики та інших технічних засобів для створення сигналів вимірювальної та інших видів інформації. Незалежно від виду інформації, що формується будь-якою ВІС основним елементом її є ЗВТ.
Структурні схеми і види перетворень
Структурні елементи кола перетворення 3В можуть бути з'єднані послідовно, паралельно, зустрічно-паралельно і змішано. Розрізняють методи прямого, зрівноважувального і комбінованого перетворень.
Пряме перетворення характерне тим, що передача вимірювальної інформації відбувається тільки в одному напрямі - від входу до виходу без зворотного зв'язку між ними:
Зрівноважувальне перетворення полягає в тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Існує два види зрівноважувального перетворення: слідкуюче (від'ємний зворотний зв'язок міх виходом і входом) і розгортальне (автономне). Слідкуюче може бути з статичною або з астатичною характеристикою перетворення.
У випадку слідкуючого перетворення вхідна величина Х зрівноважується вихідною величиною ХК=К2Y кола зворотного перетворення, де К2 - коефіцієнт перетворення, а Y -вихідна величина всього кола перетворення.
На вхід кола прямого перетворення надходить різниця (Х = Х - XK=X - K2Y, яка завдяки значному коефіцієнту підсилення K1 прямого кола і глибокому від'ємному зворотному зв'язку стає настільки малою, що можна вважати Х = ХК і за відомими значеннями К2 і Y, а також XK = K2Y визначити значення X.
При статичному слідкуючому зрівноважуванні, в принципі, значення (Х ( 0, хоча й мале, бо інакше було б Y = 0, а при астатичному - завдяки наявності інтегруючого елемента в колі прямого перетворення може бути (Х = 0 . Функції інтегруючого елемента виконує реверсивний двигун.
У випадку розгортального зрівноважування XK генерується автономним джерелом компенсуючої величини ДКВ, яка змінюється автоматично до моменту компенсації, тобто коли (Х = Х - XK стає настільки малим, що реагує пристрій порівняння ПП, який видає сигнал на вихідний пристрій ВП про рівність Х = XK, а ДКВ - інформацію про значення ХК.
Комбіноване перетворення є тоді, коли від'ємним зворотним зв'язком охоплена тільки частина кола прямого перетворення.
Штрихове кодування продукції. - (30 балів)
Штриховий код - це комбінація вертикальних смуг і цифр (розмір і розташування яких регламентовані певними правилами), що представляє той чи інший товар у закодованому вигляді. Код дозволяє швидко і точно зчитати інформацію про товар за допомогою електронного пристрою -сканера.
Наявність штрихового коду скорочує час товарообороту за рахунок застосування електронних засобів обліку при виробництві, складуванні, транспортуванні, реалізації товару.
Система штрихового кодування Система EAN•UCC вводиться з метою:
Створення умов для впровадження в Україні інформаційних технологій автоматичної ідентифікації та електронного обміну даними і створення інформаційної бази для контролю та управління товарно-грошовим обігом, удосконалення систем обліку продукції;
Підвищення конкурентоспроможності українських товарів на вітчизняному та зарубіжному ринках;
Скорочення часу товарообігу за рахунок застосування електронних засобів обліку при виробництві товару, його складуванні, транспортуванні, реалізації та звітності державним органам.
Інформація, закладена в штриховому коді, призначена насамперед для продавців, а вже після них – для споживачів. Суть в тому, що штриховий код спочатку створювався як засіб передачі інформації вздовж товарного ланцюга: виробник, гуртовик, роздрібний продавець, покупець. На перших двох ділянках цього ланцюга штриховий код допомагає грамотно, кваліфіковано, якісно обслужити партію товару – знати, коли, кому, скільки, за якою ціною вона була відвантажена. А в підприємстві торгівлі – знати, який товар, за якою ціною в даний момент користується найбільшим попитом, куди звернутися за поповненням цього запасу і т.д. Крім того, штрих-код полегшує інвентаризацію, облік, контроль, зберігання продукції.
Що ж до споживача... Якщо куплений товар виявився неякісним, звертаючись до продавця, покупець може легко встановити фірму-постачальника цього товару і заявити їй свої претензії. У випадку, коли продавець не має необхідної інформації, він (або покупець) може звернутись з відповідним запитанням до національної асоціації автоматичного кодування продукції, а така є в кожній країні-члені EA. Після січня 1995 року (відколи оформився Спільний ринок), на всі товари, що поступають у Європу, повинен наноситись штриховий код. Це є одною із обов’язкових умов постачання.
ДСТУ 3145-95 Коди та кодування інформації. Штрихове кодування. Загальні вимоги.
3.Задача. При вимірюванні потужності ватметром класу точності 0.5, розрахованим на номінальну потужність Рн=500 Вт, записано показ Р1=150Вт. Знайти межі (Рmin, Рmax), в яких знаходиться дійсне значення вимірюваної потужності. - (20 балів)
ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 24
1.Поняття теорії точності вимірювань. Систематизація похибок вимірювань. - (30 балів)
Точність вимірювання - головна характеристика якості вимірювання, що відображає близькість результату вимірювання до істинного значення вимірюваної величини;
Принципом вимірювань називають сукупність явищ, на яких базується вимірювання, Метод вимірювань - спосіб використання принципів і засобів вимірювань, його основна ознака - це спосіб виконання операції порівняння
Режим вимірювань - статичний або динамічний - визначається характеристиками засобів вимірювань, вхідних сигналів і тривалістю їх перетворення. Статичний режим буває тоді, коли вхідний сигнал є сталою величиною або стаціонарним процесом, пов'язана з ним вимірювана величина не залежить від часу (середнє, середнє квадратичне значення), а тривалість вимірювання достатня для погасання перехідних процесів у колі перетворення, що виникли при поданні сигналу на його вхід (наприклад, для заспокоєння рухомої частини електромеханічного приладу).
Динамічний режим є при вимірюванні миттєвих значень змінних величин, а також значень сталих величин чи інтегральних значень стаціонарних процесів, якщо тривалість перетворення не достатня для усталення вихідного сигналу. Теоретично режим вимірювань завжди динамічний, а статичним режим є певним наближенням, коли можна нехтувати динамічною складовою похибки перетворення.
Алгоритм вимірювань - детермінований (регулярний) або стохастичний (нерегулярний) - це сукупність правил підготовки і виконання операцій процесу вимірювань. Стохастичні алгоритми, основані на методі статистичних випробувань Монте-Карло, забезпечують достатню точність порівняно нескладних автоматичних засобів вимірювань, побудованих, з використанням мікропроцесорних елементів. Точність і функціональні можливості таких засобів визначаються в основному якістю генератора шумового сигналу з заданою густиною розподілу.
Процес вимірювань як. сукупність операцій перетворення вимірювальної інформації за певним алгоритмом, який визначав послідовність їх виконання в часі залежно від ступеня необхідної участі в ньому експериментатора, може бути неавтоматизованим, автоматизованим і автоматичним.
Отже, результат вимірювання - це знайдене значення вимірюваної величини з стандартною оцінкою його точності, яка визначається характеристиками похибки вимірювань. Звідси виходить, що необхідно уміти коректно оцінювати значення похибок результатів вимірювань.
(=x-X
За визначенням абсолютна похибка є різницею наближеного x і взятого (прийнятого) за точне Х значень величини. Похибка ( абсолютна не в розумінні модуля, тобто додатного числа, а в сенсі її розмірності dim(=dimX, оскільки залежно від співвідношення між значеннями х і Х вона може бути довільного знаку. Віднімання X від x, а не навпаки, не є тільки умовним, тому що х=Х+( означає, що неточність виникає внаслідок додавання похибки (плюсової чи від'ємної) до точного значення.
У поданому виразі через х позначається значення результату вимірювання, а через Х, при теоретичному аналізі, - істинне значення вимірюваної величини, але оскільки воно точно не відоме то при практичному оцінюванні похибок його замінюють дійснім значенням xд, похибка визначення якого в 3-10 разів менша за похибку (.
Абсолютна похибка не дає повного уявлення про точність вимірювання. Тому користуються поняттям відносної похибки
(=(/X
і номінальної відносної похибки
(Н=(/х,
різниця між якими
(-(Н=(=(/X - (/х=(x-X)((/X(x=(((Н
є дуже малою величиною і різко зменшується з підвищенням точності. Наприклад, якщо (=0.01=1%, то (-(Н (0.0001=0.01%. Однак, якщо відносна похибка становить біля 10%, то її вже треба оцінювати як (=(/хД.
Для порівняння характеристик точності засобів вимірювань краще підходить зведена похибка, значення якої визначається відношенням
(=(/XN
де XN - нормуюче значення величини Х, вибір якого регламентує державний стандарт.
Подані вирази - це спрощені моделі похибок. Практично значення похибок залежать від значень вимірюваних чи перетворюваних величин та інших аргументів, що враховуються далі відповідним ускладненням їх моделей. Оскільки ні точні значення похибок, ні їх знаки взагалі не відомі, то вони трактуються як випадкові величини і процеси.
2.Акредитація органів сертифікації. Організація та порядок здійснення. - (30 балів)
Відповідно до Закону України “Про акредитацію органів з оцінки відповідності” акредитованими можуть бути: випробувальні та калібрувальні лабораторії; органи з сертифікації продукції; органи з сертифікації систем якості, систем управління якістю, систем управління довкіллям; органи з сертифікації персоналу; органи контролю.
Акредитація випробувальної лабораторії (ВЛ) в Системі є офіційним визнанням технічної компетентності та незалежності лабораторії від розробників, виробників та споживачів продукції. Акредитованою може бути будь-яка лабораторія, що виявила бажання пройти акредитацію, незалежно від її галузевої підпорядкованості та форм власності.
Порядок акредитації випробувальних лабораторій
Акредитація ВЛ передбачає такі етапи:
заявка на акредитацію;
експертиза поданих документів;
укладання договору з Держстандартом України або органом з акредитації (далі Держстандартом) на проведення робіт з акредитації;
перевірка випробувальної лабораторії;
прийняття рішення щодо акредитації за результатами перевірки лабораторії;
оформлення, реєстрація та видача атестата акредитації;
укладання угоди з Держстандартом.
Кожний наступний етап виконується в разі позитивних результатів попереднього.
На початку до Держстандарту подається заявка встановленої форми. До заявки додаються такі документи:
проект “Положення про акредитовану випробувальну лабораторію”;
“Настанова з якості випробувальної лабораторії”;
“Паспорт випробувальної лабораторії”;
заповнена опитувальна анкета;
проект галузі акредитації випробувальної лабораторії.
Держстандарт реєструє заявку та організовує проведення експертизи документів. За позитивних результатів експертизи укладається договір на проведення подальших робіт з акредитації.
Після проведення експертизи поданих документів та прийняття рішення щодо проведення робіт з акредитації відповідним функціональним управлінням Держстандарту формується комісія з перевірки лабораторії (далі – комісія). До складу комісії входять представники виробників, спілок споживачів, науково-дослідних організацій та територіальних органів Держстандарту з залученням аудиторів Системи.
Комісія призначається за наказом Держстандарту. Копії наказу направляються функціональним управлінням Держстандарту до організацій, представники яких згадуються в наказі.
Перевірка випробувальної лабораторії здійснюється за програмою, що затверджується Держстандартом. У процесі перевірки можуть бути проведені випробування з визначенням одного або декількох показників продукції, що випробовується. За результатами перевірки комісія складає акт.
Рішення щодо акредитації лабораторії приймається після розгляду Держстандартом всієї одержаної інформації щодо стану лабораторії та результатів її перевірки.
В разі позитивного рішення про акредитацію Держстандарт:
затверджує “Положення про випробувальну лабораторію”;
підписує угоду з випробувальною лабораторією;
заносить акредитовану лабораторію до Реєстру Системи;
видає атестат акредитації;
оформляє галузь акредитації;
визначає умови інспекційного контролю;
укладає договір на здійснення інспекційного контролю.
Атестат видається не більше як на три роки. За шість місяців до закінчення терміну дії атестата акредитації лабораторія, яка має намір продовжити дію акредитації, знову подає заявку.
Порядок повторної акредитації встановлюється залежно від результатів інспекційного контролю і вона може проводитись за повною або скороченою процедурою. Склад комісії і терміни перевірки регламентуються наказом Держстандарту.
Акредитована лабораторія може претендувати на розширення своєї галузі акредитації. Для цього вона знову ж повинна подати заявку, до якої додаються відомості про додаткову галузь акредитації та доповнення до “Паспорта випробувальної лабораторії”. Акредитація з метою розширення галузі може проводитись за повною або за скороченою процедурою, яка регламентується програмою перевірки акредитації, затвердженої Головою Держстандарту. Ступінь скорочення встановлюється в кожному конкретному випадку.
3.Задача. Визначити абсолютну і відносну похибки, поправку і дійсне значення вимірюваної величини для двох приладів, що повіряються, якщо в першому випадку показ 19.5А, а в другому показ 18А. Показ зразкового амперметра 20.2А. - (20 балів)
/