DC Metrology

laser interferometer - metrology and measurement (NBTE PREP) -TAMIL (Юли 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Metrology

DC електрически вериги


Въпрос 1

Определете следните метрологични термини:

• Несигурност
• Точност
• Грешка
• Прецизност
• Проследимост
Открий отговор Открий отговора

Ще ви позволя да проучите дефинициите на тези условия!

Забележки:

Думите "точност" и "точност" често (неправилно) се сменят един с друг. Те имат отделни и отделни значения.

Що се отнася до думата "проследимост", може би искате да разработите електрическата метрология като кариера сама по себе си. Поддържането на международните стандарти за измерване е трудоемко начинание и на много места по света са необходими квалифицирани специалисти по електрониката на всички нива на компетентност (техници, инженери, изследователи, учени) за поддържане на системата. Въпреки че може да звучи скучно, метрологията е от съществено значение за най-съвременните научни изследвания, както и за модерната индустрия.

Въпрос 2

В химическите лаборатории се използват скали за балансиране, за да се измери точно масата на различни вещества. Как точно е лабораторна "балансова" скала, използвана "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00523x01.png">

Открий отговор Открий отговора

Скалата "баланс" работи на принципа на равновесието на масите: неизвестната маса се противопоставя с известни величини на масата, докато мащабът регистрира състояние на равновесие.

Забележки:

Важната точка, с която искам да общувам с този въпрос, е, че мащабът не показва нищо, а показва състояние на равновесие (нулева излишна маса от двете страни). Като такъв основният източник на точност в тази измервателна система не се намира в самия механизъм на скалата! Това е важно качество на измервателната система: да се изолират източниците на неточности в много специфични части на системата, където те могат да бъдат строго контролирани.

Въпрос 3

Обяснете как тази електрическа система функционира по подобен начин на лабораторната скала "баланс":

Кръгът с буквата "G" в него е символ на галванометър . Каква практическа цел може да бъде тази система "# 3"> Откриване на отговор Скриване на отговора

Галванометърът регистрира нула, ако и само ако двата източника на напрежение са точно равни.

Забележки:

Първият въпрос, който вашите студенти вероятно ще зададат, е "Какво е галванометър ?" Нека да направят проучването на този въпрос! Отговорът е лесен за намиране.

След това вашите ученици ще трябва да обяснят как тази система може да бъде използвана, за да направи нещо практично. Точно както лабораторният баланс служи за измерване на масата, тази система измерва и нещо. Предизвикайте учениците си да направят аналогии между компонентите на тази система и компонентите на лабораторния баланс. Каква съществена характеристика трябва да има стандартният източник на напрежение Е, за да бъде тази система полезна?

Въпрос 4

Ако да се използва волтметър за директно измерване на напрежението на неизвестен източник, той трябва първо да бъде калибриран така, че да се осигури точно измерване:

Какъв е минималният брой точки по диапазона на измервателния уред, който трябва да бъде калибриран, като се има предвид предположението за перфектно линеен отговор "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00526x02. PNG ">

Открий отговор Открий отговора

Перфектно линейният волтметър, който се използва за измерване на напрежението директно, трябва да бъде калибриран на две точки по неговия обхват на измерване, за да се осигури точност на измерването.

Волтметърът, използван за диференциално измерване, трябва да бъде калибриран само в една точка по неговия обхват и тази единична точка е нула.

Забележки:

Попитайте учениците си дали двете точки на калибриране в диапазона на измервателния уред трябва да са близки или далеч отстрани, за да е възможно най-доброто (възможно най-изчерпателното) калибриране.

Обсъдете по-лесните изисквания за калибриране на диференциалния измервателен уред. Предизвикайте учениците си с този въпрос: "Измерва линейността на волтметър толкова, колкото и да се използва, за да се направи диференциално измерване, в сравнение с това дали се използва за директно измерване?" Защо или защо?

Въпрос 5

Обяснете най-лесния начин за извършване на калибриране с едно точки на изключително чувствителен, прецизен волтметър. Как гарантирате, че волтметърът получава фиксиран вход от известно количество, особено без наличието на скъпо оборудване за калибриране?

Открий отговор Открий отговора

Накратко тестът на волтметъра свързва. Това създава условие за въвеждане на нула волта.

Забележки:

Предизвикайте учениците си с този въпрос: "Ако нула е подходящ сигнал, който да се използва за едноетапно калибриране, тогава защо не само да оставите двата тестови проводника изключени? Защо да ги съкратите заедно?

Ако се окаже, че в класната стая има чувствителен волтметър, отговорът може да бъде демонстриран с лекота. Това е особено вярно, ако поставите волтметъра в диапазона "AC millivolt", така че да улавя неудобни напрежения от електрическите уреди и помощни устройства.

Въпрос 6

Този делител на напрежението трябва да извежда половината от напрежението на батерията между точките А и В:

Ако обаче извършите същия експеримент с реален волтметър, полученото от измервателното измерване измерване ще бъде съществено различно от това, което трябва да се случи, въз основа на прогнозиране на 1 / 2E батерия . Обяснете защо волтметърът се регистрира по същия начин. Какво е тази схема, която прави измерването да бъде толкова далече от предсказанието, когато знаем, че всички други вериги на напрежение, които сме конструирали, не показват значителна грешка "# 6"> Откриване на отговор Скриване на отговор

Тази схема е демонстрация на "натоварване" на волтметъра на веригата, като причинява неправилно ниско измерване.

Забележки:

Натоварването на измервателния уред е сериозен проблем в електрическата метрология. Основният принцип на измерване е, че измервателният уред винаги влияе до известна степен на измереното количество. В такива случаи степента на въздействие е тежка.

За тези инструктори, които имат някакъв фон в квантовата физика, моля, не се уверете, че митото е пример за принципа на Неопределеността на Хайзенберг. Принципът на несигурност няма нищо общо с въздействието на измервателния уред върху нещо, което измерваме. По-скоро той описва несигурност, присъща на самата величина . Ако искате да споделите истински електрически пример на този принцип на несигурност с вашите студенти, изчакайте докато изучават хармоници и спектрални анализатори, където можете да им кажете, че е невъзможно да се измери както моментната амплитуда на сигнала, така и честотата на сигнала с неограничена сигурност.

Въпрос 7

Следващата схема на волтметър избягва проблеми при "зареждане" при измерване на източниците на висока устойчивост на напрежение. Опишете как да управлявате тази схема и как се премахва грешката при зареждане чрез използване на такъв потенциометричен инструмент:

Открий отговор Открий отговора

Преместете превключвателя в положение "Bal" и регулирайте потенциометъра, докато движението на измервателния уред регистрира точно нулеви волта. След това преместете превключвателя на позиция "Meas" и прочетете напрежението директно от движението на измервателния уред.

Забележки:

"Потенциометричните" измервания на постоянен ток се използват често в индустрията преди появата на прецизни електронни волтметри с входове с висока устойчивост. Техниката обаче със сигурност не е остаряла и всъщност все още се използва в метрологичните лаборатории по целия свят, за да се получат възможно най-точните измервания на напрежението (без натоварване).

Впечатляващо е студентите да изградят потенциометрична схема на волтметър, използвайки евтин аналогов VOM (Volt-Ohm-Milliammeter), и да надминее лабораторен качествен цифров волтметър с директно четене, струващ стотици долари! Колкото по-голяма е съпротивлението, присъщо на измервания източник на напрежение, толкова по-тежка е грешката при натоварването на всеки волтметър и колкото по-силен е потенциометричният инструмент.

Въпрос 8

Общата метрология се основаваше на стандартни артефакти, но съвременната научна тенденция е към присъщите стандарти . Обяснете какво означават тези два термина, както и тяхното значение в научната работа.

Открий отговор Открий отговора

Един "артефакт" е невъзпроизвеждаем обект, който произволно се счита за "стандарт". За сравнение, "вътрешен" стандарт е възпроизводим стандарт, основаващ се на неизменни физически константи.

Забележки:

Добър пример за стандарт "артефакт" е металната лента, която е била международен стандарт за "метър" (метрична единица дължина). Попитайте учениците си колко удобно би било учените, работещи по света, да калибрират оборудването си, ако единственият основен стандарт за измерване на дължината е единична метална лента. Какви ползи могат да бъдат получени от използването на "вътрешни" стандарти "панел на работния панел панел панел-default" itemscope>

Въпрос 9

Каква технология се счита за най-съвременна технология за възпроизвеждане на стандартен волт ?

Открий отговор Открий отговора

Стандартът на напрежение е бил базиран на определен тип химична батерия, но не вече!

Забележки:

Въпроси като това никога няма да станат остарели, въпреки че отговорът може да бъде. По времето на това писане (август 2003 г.), международно признатата технология за стандартен волт се основава на квантово явление, известно като ефекта на Josephson Junction .

Въпрос 10

Каква технология понастоящем се счита за най-съвременна за възпроизвеждане на стандартния ома ?

Открий отговор Открий отговора

Стандартът на напрежение се основаваше на определена дължина на специален проводник, но не повече!

Забележки:

Въпроси като това никога няма да станат остарели, въпреки че отговорът може да бъде. По времето на това писане (август 2003 г.), международно признатата технология за стандартния волт се основава на квантово явление, известно като ефекта на квантовата зала .

Въпрос 11

Лабораториите за калибриране често се позовават на съотношението на несигурността при изпитване (TUR's), като обикновено се държат в съотношение 4: 1 или повече при извършване на калибрираща работа на инструментите. Какво означава тази фигура?

Открий отговор Открий отговора

"Коефициент на неопределеност на теста" се отнася до колко по-точен е калибриращият инструмент в сравнение с калибрирания инструмент.

Забележки:

Макар студентите ви да не би трябвало никога да изчисляват ТУР, все още е важно за тях да знаят какъв е основният принцип. Ако някой от тях изпитва трудности при разбирането на концепцията, попитайте ги дали има някакъв смисъл да използвате лостче, за да проверите калибрирането на микрометър или да използвате часовник, за да проверите дългосрочната стабилност на лабораторен хронограф.

  • ← Предишен работен лист

  • Индекс на работни листове

  • Следващ работен лист →