И. З. Джилавдари

(содержание курса лекций)

Минск 2003

Оглавление

Часть 1

Введение. 2

Классификация физических величин. 2

Размер физических величин. “Истинное значение” физических величин. 2

Основной постулат и аксиома теории измерений. 2

Теоретические модели материальных объектов, явлений и процессов. 2

Физические модели. 2

Математические модели. 2

Погрешности теоретических моделей. 2

Общая характеристика понятия “измерение” (сведения из метрологии) 2

Классификация измерений. 2

Измерение как физический процесс. 2

Методы измерений как методы сравнения с мерой. 2

1. Методы прямого сравнения. 2

1.1. Метод непосредственной оценки. 2

1.2. Метод прямого преобразования. 2

1.3. Метод замещения. 2

2. Методы масштабного преобразования. 2

2.1. Метод шунтирования. 2

2.2. Метод следящего уравновешивания. 2

2.3. Мостовой метод. 2

3. Разностный метод. 2

3.1. Нулевые методы.. 2

4. Метод развёртывающей компенсации. 2

Часть2

Измерительные преобразования физических величин. 2

Классификация измерительных преобразователей. 2

Статические характеристики и статические погрешности СИ.. 2

Характеристики воздействия (влияния) окружающей среды и объектов на СИ.. 2

Полосы и интервалы неопределённости чувствительности СИ.. 2

СИ с аддитивной погрешностью (погрешность нуля) 2

СИ с мультипликативной погрешностью.. 2

СИ с аддитивной и мультипликативной погрешностями. 2

Измерение больших величин. 2

Формулы статических погрешностей средств измерений. 2

Полный и рабочий диапазоны средств измерений. 2

Динамические погрешности средств измерений. 2

Динамическая погрешность интегрирующего звена. 2

Причины аддитивных погрешностей СИ.. 2

Влияние сухого трения на подвижные элементы СИ.. 2

Конструкция СИ.. 2

Контактная разность потенциалов и термоэлектричество. 2

Контактная разность потенциалов. 2

Термоэлектрический ток. 2

Помехи, возникающие из-за плохого заземления. 2

Причины мультипликативных погрешностей СИ.. 2

“Старение” и нестабильность параметров СИ.. 2

Нелинейность функции преобразования. 2

Геометрическая нелинейность. 2

Физическая нелинейность. 2

Токи утечки. 2

Меры активной и пассивной защиты.. 2

Часть 3

Физика случайных процессов, определяющих минимальную погрешность измерений 2

Возможности органов зрения человека. 2

Естественные пределы измерений. 2

Соотношения неопределенности Гейзенберга. 2

Естественная спектральная ширина линий излучения. 2

Абсолютная граница точности измерения интенсивности и фазы электромагнитных сигналов 2

Фотонный шум когерентного излучения. 2

Эквивалентная шумовая температура излучения. 2

Электрические помехи, флуктуации и шумы.. 2

Физика внутренних неравновесных электрических шумов. 2

Дробовой шум.. 2

Шум генерации - рекомбинации. 2

1/ f -шум и его универсальность. 2

Импульсный шум.. 2

Физика внутренних равновесных шумов. 2

Статистическая модель тепловых флуктуаций в равновесных системах. 2

Математическая модель флуктуаций. 2

Простейшая физическая модель равновесных флуктуаций. 2

Основная формула расчета дисперсии флуктуации. 2

Влияние флуктуаций на порог чувствительности приборов. 2

Примеры расчета тепловых флуктуаций механических величин. 2

Скорость свободного тела. 2

Колебания математического маятника. 2

Повороты упруго подвешенного зеркальца. 2

Смещения пружинных весов. 2

Тепловые флуктуации в электрическом колебательном контуре. 2

Корреляционная функция и спектральная плотность мощности шума. 2

флуктуационно-диссипационная теорема. 2

Формулы Найквиста. 2

Спектральная плотность флуктуации напряжения и тока в колебательном контуре. 2

Эквивалентная температура нетепловых шумов. 2

Часть 4

Внешние электромагнитные шумы и помехи и методы их уменьшения. 2

Емкостная связь (емкостная наводка помехи) 2

Индуктивная связь (индуктивная наводка помехи) 2

Экранирование проводников от магнитных полей. 2

Особенности проводящего экрана без тока. 2

Особенности проводящего экрана с током.. 2

Магнитная связь между экрана с током и заключенным в него проводником.. 2

Использование проводящего экрана с током в качестве сигнального проводника. 2

Защита пространства от излучения проводника с током.. 2

Анализ различных схем защиты сигнальной цепи путем экранирования. 2

Сравнение коаксиального кабеля и экранированной витой пары.. 2

Особенности экрана в виде оплетки. 2

Влияние неоднородности тока в экране. 2

Избирательное экранирование. 2

Подавление шумов в сигнальной цепи методом ее симметрирования. 2

Дополнительные методы шумоподавления. 2

Развязка по питанию.. 2

Развязывающие фильтры.. 2

Защита от излучения высокочастотных шумящих элементов и схем.. 2

Шумы цифровых схем.. 2

Выводы.. 2

Часть 5

Применение экранов из тонколистовых металлов. 2

Ближнее и дальнее электромагнитное поле. 2

Эффективность экранирования. 2

Полное характеристическое сопротивление и сопротивление экрана. 2

Потери на поглощение. 2

Потери на отражение. 2

Суммарные потери на поглощение и отражение для магнитного поля. 2

Влияние отверстий на эффективность экранирования. 2

Влияние щелей и отверстий. 2

Использование волновода на частоте ниже частоты среза. 2

Влияние круглых отверстий. 2

Использование проводящих прокладок для уменьшения излучения в зазорах. 2

Выводы.. 2

Шумовые характеристики контактов и их защита. 2

Тлеющий разряд. 2

Дуговой разряд. 2

Сравнение цепей переменного и постоянного тока. 2

Материал контактов. 2

Индуктивные нагрузки. 2

Принципы защиты контактов. 2

Подавление переходных процессов при индуктивных нагрузках. 2

Цепи защиты контактов при индуктивных нагрузках. 2

Цепь с емкостью.. 2

Цепь с емкостью и резистором.. 2

Цепь с емкостью, резистором и диодом.. 2

Защита контактов при резистивной нагрузке. 2

Рекомендации по выбору цепей защиты контактов. 2

Паспортные данные на контакты.. 2

Выводы.. 2

Часть 6

Общие методы повышения точности измерений. 2

Метод согласования измерительных преобразователей. 2

Идеальный генератор тока и идеальный генератор напряжения. 2

Согласование сопротивлений генераторных ИП.. 2

Согласование сопротивлений параметрических преобразователей. 2

Принципиальное различие информационных и энергетических цепей. 2

Использование согласующих трансформаторов. 2

Метод отрицательной обратной связи. 2

Метод уменьшения ширины полосы пропускания. 2

Эквивалентная полоса частот пропускания шумов. 2

Метод усреднения (накопления) сигнала. 2

Метод фильтрации сигнала и шума. 2

Проблемы создания оптимального фильтра. 2

Метод переноса спектра полезного сигнала. 2

Метод фазового детектирования. 2

Метод синхронного детектирования. 2

Погрешность интегрирования шумов с помощью RC - цепочки. 2

Метод модуляции коэффициента преобразования СИ.. 2

Применение модуляции сигнала для увеличения его помехозащищенности. 2

Метод дифференциального включения двух ИП.. 2

Метод коррекции элементов СИ.. 2

Методы уменьшения влияния окружающей среды и условий изменения. 2

Организация измерений. 2

Часть 1