Тестовые вопросы по основам научных исследований и технике эксперимента (ОНИТЭ) и ответы на них
.docМатематическая модель процесса или объекта - это…
- система математических соотношений, описывающих изучаемый процесс или объект.
Математическое моделирование - это …
- процесс использования математической модели объекта или процесса для имитации его функционирования.
Этапы экспериментальных исследований:
- постановка задачи, информационный анализ, составление плана эксперимента, проведение эксперимента, обработка данных эксперимента, анализ и научное объяснение результатов.
"Черный ящик" с позиций кибернетики - это …
- система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а внутренние процессы в ней неизвестны.
Параметры оптимизации при выполнении оптимизирующих исследований - это …
- выходные параметры объекта или процесса, для экстремального значения которых устанавливается сочетание входных параметров.
Условия проведения однофакторного эксперимента.
- Выходные параметры объекта определяются при дискретном изменении одного из входных параметров при зафиксированных других факторах.
Чему равно количество серий опытов при однофакторном эксперименте с k входными факторами.
- Математической комбинации количеств точек эксперимента по k факторам.
Из каких элементов состоит, в общем случае, исследовательский комплекс.
- Датчика, блока согласования с усилителем, усилителя, прибора визуализации или регистрации электрического сигнала, блока питания, органов настройки и управления.
Что такое тарировка исследовательского комплекса.
- Установление точной функциональной зависимости между входным сигналом, фиксируемым датчиком, и выходным сигналом на приборе визуализации или регистрации.
В каких случаях в исследовательском комплексе применяется тарировочный коэффициент.
- В случае линейной тарировочной функции комплекса.
Что такое датчик измерительного комплекса.
- Устройство, воспринимающее измеряемый параметр и преобразующее его в сигнал, удобный для передачи, преобразования, обработки или хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем.
Что такое измерительный преобразователь.
- Устройство, называемое также датчиком, воспринимающее измеряемый параметр и преобразующее его в сигнал, удобный для передачи, преобразования, обработки или хранения, но не доступное для прямого наблюдения.
Какие из перечисленных преимуществ характерны датчикам с электрическим выходным сигналом.
- Высокое быстродействие; коммуникабельность; возможность автоматизации измерения и обработки результатов; многофункциональность и гибкость.
Группы датчиков по принципу действия:
- генераторные или активные и параметрические или пассивные.
Что такое генераторные датчики?
- Преобразователи неэлектрических величин непосредственно в электрический сигнал, т. е. генерирующие электрическую энергию.
Что такое параметрические датчики?
- Преобразователи неэлектрических величин в параметр электрической цепи - сопротивление, индуктивность, емкость и т. п.
Какие из перечисленных измерительных датчиков являются только генераторными?
- Пьезоэлектрические, индукционные, фотоэлектрические, термоэлектрические.
Какие из перечисленных измерительных датчиков являются только параметрическими?
- Электроконтактные, потенциометрические, механотронные, тензорезисторные.
Что такое передаточная (градуировочная) характеристика датчика?
- Зависимость выходной величины - электрического сигнала - от входного (контролируемого) параметра.
Что такое "чувствительный элемент" датчика?
- Передаточный конструктивный элемент, увеличивающий чувствительность измерительного преобразователя или предотвращающий контакт его с контролируемой средой.
Что такое явление "гистерезиса" передаточной характеристики датчика? Чем оно вызвано.
- Отличие передаточной характеристики при разном направлении измеряемого параметра. Вызвано влиянием люфтов и зазоров в механических соединениях.
Какие дополнительные требования предъявляются к элементам исследовательского комплекса для изучения быстроизменяющихся процессов.
- Высокие собственные динамические характеристики, минимальные амплитудные и фазовые погрешности переходных процессов в приборах комплекса.
Следует ли учитывать влияние "посторонних" вибраций и тряски, извне воздействующих на исследуемый объект? Требования к приборам.
- Обязательно учитывать как факторы, вызывающие динамические погрешности эксперимента. Требования к приборам как для исследований быстропротекающих процессов.
Принцип действия потенциометрических датчиков.
- Контролируемый неэлектрический параметр первоначально преобразуется в линейное или круговое движение движка реостата, что изменяет его выходное электрическое сопротивление.
В чем преимущества мостовых электрических схем включения параметрических датчиков.
- Увеличение чувствительности и устранение начального тока (напряжения) при отсутствии измеряемого сигнала.
Что такое погрешность квантования потенциометрического датчика и чем она обусловлена?
- Погрешность квантования имеет место в проволочных реостатных датчиках и обусловлена дискретным изменением выходного сопротивления на сопротивление 1 витка реостата.
Какой эффект используется в тензорезисторных датчиках?
- Явление тензоэффекта - изменения активного сопротивления проводников при их механической деформации (растягивании или сжатии).
Каким соотношением определяется коэффициент тензочувствительности тензорезистора?
- Отношением относительного изменения сопротивления тензорезистора (DR/R) к относительной его деформации (Dl/l).
Какие конструктивные типы тензорезисторов используются в датчиках исследовательских комплексах?
- Проволочные, фольговые и полупроводниковые.
В чем преимущества и недостатки полупроводниковых тензорезисторов?
- Они имеют сильно развитый тензоэффект, значительно превосходящий проволочные тензодатчики, но имеют малую механическую прочность и нелинейность характеристики.
Как необходимо располагать тензорезисторы на поверхности чувствительного элемента?
- Вдоль направления максимальных сжимающих и растягивающих напряжений.
Каким образом обеспечивается термостабилизация датчиков на тензорезисторах?
- Установкой на чувствительном элементе 4 тензорезисторов, 2 из которых служат для термокомпенсации измерительных тензорезисторов и наклеиваются в места отсутствия деформаций или поперек им.
Принцип создания многокомпонентных измерительных датчиков.
- Использование в датчике нескольких измерительных преобразователей, работающих только при возникновении сигнала (нагрузки) в определенном направлении.
Преимущества датчиков с тензорезисторами.
- Простота конструкции, высокая чувствительность, безынерционность, небольшие экономические затраты.
На каком физическом принципе основаны электромагнитные датчики?
- На изменении физических характеристик магнитной цепи при механическом воздействии на элементы этой цепи.
Какие электромагнитные датчики называются индуктивными?
- Датчики, преобразующие перемещение элементов магнитопровода в изменение индуктивности.
Какие датчики называются дроссельными?
- Индуктивные датчики, имеющие только одну катушку.
Изменения каких параметров магнитной цепи используются в дроссельных индуктивных датчиках?
- Изменение воздушного зазора, площади поперечного сечения магнитопровода или положения вводимого сердечника (соленоидные датчики).
Какие датчики называются трансформаторными?
- Индуктивные датчики, имеющие две катушки и использующие эффект наведенной индукции.
Изменения каких параметров магнитной цепи используются в трансформаторных индуктивных датчиках?
- Изменение воздушного зазора, площади поперечного сечения магнитопровода или положения одной из катушек датчика.
Возможно ли включение дроссельного индуктивного датчика в дифференциальную мостовую схему?
- Нет.
Какой физический принцип использован в магнитоупругих датчиках.
- Изменение магнитной проницаемости сердечника из некоторых ферромагнитных материалов под воздействием механической деформации.
Делятся ли магнитоупругие датчики по конструкции на дроссельные и трансформаторные. Если да, то в чем их различие?
- Да. Дроссельные имеют одну катушку, трансформаторные 2 и более.
Какие из индуктивных датчиков имеют более высокую чувствительность, дроссельные или трансформаторные?
- Трансформаторные.
Какие датчики называются индукционными (магнитоэлектрическими)? К какому типу они относятся?
- В которых скорость изменения измеряемого механического параметра преобразуется в ЭДС индукции. Датчики генераторные.
К какой группе датчиков относятся пьезоэлектрические и на каком эффекте они основаны?
- К группе генераторных датчиков. Используется пьезоэлектрический эффект - образование электрических зарядов в некоторых материалах при их механической деформации.
Что такое пьезомодуль и его физический смысл.
- Показатель пьезоэффекта. Равен отношению электрического заряда в пьезоэлементе (датчике) к приложенной нагрузке.
Можно ли включать пьезодатчик напрямую в измерительный (регистрирующий) прибор?
- Нет. Выходная мощность пьезоэлектрических датчиков очень мала, поэтому датчик включается через усилитель.
Физический эффект, используемый в термоэлектрических датчиках (термопарах).
- Явление возникновения в спаянных или сваренных разнородных проводниках (электродах) термозависимой электродвижущей силы (ЭДС).
От чего зависит значение термо-ЭДС в термоэлектрических датчиках?
- От разности температур горячего и холодного спаев и материала электродов.
Каким образом повысить точность термоэлектрических датчиков (термопар)?
- Поместить холодный спай термопары в специальный термоконстантный сосуд.
На каком физическом эффекте основаны датчики термосопротивления (термометры сопротивления)?
- На зависимости электрического сопротивления металлов от температуры.
Принцип действия механотронного датчика (механотрона).
- Электронный преобразователь механических величин в электрический сигнал в виде радиоэлектронной лампы, анод которой механически смещается относительно катода.
Показатель чувствительности механотронного датчика.
- Отношением изменения анодного тока к величине перемещения анода в лампе.
Какие датчики относятся к "навешиваемым" конструкциям?
- Датчики, устанавливаемые без внедрения в исследуемый объект.
Какие датчики относятся к "встраиваемым" конструкциям?
- Непосредственно закрепляемые на деталях исследуемого объекта.
Механические факторы, влияющие на условия эксплуатации датчиков:
- деформации, вибрации, ударные нагрузки.
Температурные факторы, влияющие на условия эксплуатации датчиков:
- величина и колебание температуры в месте установки датчиков, вызванные атмосферными условиями, трением, токовым нагревом.
Факторы среды, влияющие на условия эксплуатации датчиков:
- наличие в зоне датчика пыли, абразивных частиц, стружки, загазованность, пожаро- и взрывоопасность.
Что означает «обыкновенное» конструктивное исполнение датчиков?
- Возможность эксплуатации при отсутствии повышенных механических, температурных и других воздействий со стороны объекта.
Что означает «специальное» конструктивное исполнение датчиков?
- Возможность эксплуатации при повышенных механических, температурных и других воздействиях со стороны объекта.
Что означает вибропрочное конструктивное исполнение датчика?
- Способность противостоять разрушающему действию вибрационных нагрузок и сохранять работоспособность после их воздействия.
Что означает ударопрочное конструктивное исполнение датчика?
- Способность противостоять разрушающему действию ударных нагрузок и сохранять работоспособность после их воздействия.
Что означает виброустойчивое конструктивное исполнение датчика?
- Способность выполнять свои функции в пределах технических характеристик в процессе воздействия вибраций в определённом диапазоне частот, амплитуд и ускорений.
Что означает температуропрочное конструктивное исполнение датчика?
- Способность противостоять разрушающему действию высоких или низких температур и сохранять работоспособность после их воздействия.
Что означает температуроустойчивое конструктивное исполнение датчика?
- Способность выполнять свои функции с сохранением характеристик при воздействии температур в заданном диапазоне.
В чём различие влагозащищённого и герметического конструктивного исполнения датчиков?
- Влагозащищённое исполнение предохраняет от попадания внутрь датчика воды без избыточного давления (брызг), а герметичное - при полном погружении в воду на определённую глубину.
Как называется конструктивное исполнение датчиков, защищённых от воздействия магнитных и электрических полей?
- Экранированное.
Что отражает конструктивный параметр датчика - порог чувствительности (разрешающая способность)?
- Минимальное изменение контролируемой величины, вызывающее изменение выходного сигнала.
Что отражает конструктивный параметр датчика - зона нечувствительности?
- Максимальное изменение контролируемой величины, не вызывающее изменения выходного сигнала.
Что отражает конструктивный параметр датчика - чувствительность?
- Отношение изменения выходного сигнала к вызывающему его изменению контролируемой датчиком величины.
Что называется стабильностью выходной характеристики датчика?
- Качество датчика, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств.
Что называется вариацией выходного сигнала датчика?
- Разность между значениями выходного сигнала при встречных направлениях изменения входного сигнала.
Что называют усилителем в исследовательском комплексе?
- Любое радиотехническое устройство, выполняющее увеличение поданного на него электрического тока, напряжения или мощности.
На каких электронных компонентах строят усилители исследовательских комплексов?
- На радиолампах, транзисторах и интегральных микросхемах.
На какую полосу усиливаемых частот должен быть рассчитан усилитель исследовательского комплекса?
- В зависимости от полосы частот исследуемого сигнала в объекте.
Что в электронном усилителе называется коэффициентом усиления по напряжению?
- Отношение выходного напряжения к входному.
Что в электронном усилителе называется коэффициентом усиления по току?
- Отношение тока на выходе к току на входе.
Что в электронном усилителе называется коэффициентом усиления по мощности?
- Отношение выходной мощности к мощности входного сигнала.
Как определяется коэффициент усиления многокаскадного усилителя?
- Произведением коэффициентов усиления всех каскадов.
Во сколько раз усиливается сигнал в усилителе, если его коэффициент усиления 60 децибелл?
- В 1000 раз.
Во сколько раз усиливается сигнал в усилителе, если его коэффициент усиления 40 децибелл?
- В 100 раз.
Что называется номинальной выходной мощностью усилителя?
- Наибольшая мощность, при которой искажения не превышают допустимой величины.
Что называется чувствительностью усилителя?
- Напряжение или ток на входе усилителя, при котором получают номинальную выходную мощность.
Что характеризует «полоса пропускания» частот в усилителе?
- Нижняя и верхняя границы частот сигнала, в пределах которых коэффициент усиления изменяется не больше заданной техническими условиями величины.
С чем связаны нелинейные искажения в усилителе?
- С нелинейностью вольт-амперных характеристик некоторых радиоэлектронных элементов усилителя.
Как определяется «коэффициент нелинейных искажений» усилителя?
- Как отношение среднего геометрического значения амплитуд напряжений (токов) всех гармоник к амплитуде напряжения (тока) основной частоты.
Какие гармоники основного сигнала вызывают наибольшие нелинейные искажения в усилителе?
- Вторая и третья гармоники.
Что отражает коэффициент частотных искажений усилителя?
- Отношение коэффициента усиления на средней частоте к коэффициенту усиления на минимальной или максимальной частоте.
Основные принципы повышения надёжности многоканальных усилителей исследовательских комплексов?
- Блочность конструкции, резервирование каналов.
Какие типы стрелочных индицирующих приборов применяются в исследовательских комплексах?
- Гальванометры (показывающие), амперметры, вольтметры.
Важнейшие параметры шкальных приборов.
- Предел измерения тока или напряжения, класс точности.
Какова особенность шкальных приборов высокого класса точности (до класса 0,5 включительно)?
- Они оснащаются зеркальной шкалой.
Зачем точные шкальные приборы оснащаются зеркальной шкалой?
- Для уменьшения погрешности отсчёта, связанной с неперпендикулярностью взгляда.
Какой элемент конструкции шкальных приборов может двигаться при измерениях?
- Или стрелка, или шкала.
Что показывает аналоговая шкала стрелочного прибора?
- Непосредственно измеряемую физическую величину.
Что такое «безразмерная шкала» стрелочного прибора?
- Это шкала с градуировкой в относительных единицах, не имеющих отношения ни к измеряемому физическому параметру, ни к преобразованной электрической величине.
Что такое «косвенная шкала» стрелочного прибора при измерении неэлектрических величин?
- Это шкала с градуировкой в электрических величинах, требующая тарировочного графика для определения неэлектрической величины.
Что такое «комбинированная шкала» стрелочного прибора?
- Это несколько шкал, выполненных одна под другой, что позволяет фиксировать как электрические, так физические величины.
Какую информацию несут шкалы стрелочных приборов, помимо отсчётных значений?
- Класс точности, тип измерительного механизма, вид тока или напряжения, безопасность и рабочее положение в пространстве.
Какая информация на шкалах стрелочных приборов напрямую влияет на точность измерений?
- Класс точности и рабочее положение при измерении.
Что называют «аналого-цифровым преобразователем»?
- Электронное устройство, преобразующее измеряемое напряжение или ток в цифровую форму данных (число).
Что называют «цифро-аналоговым преобразователем»?
- Электронное устройство, преобразующее цифровые данные (число) в напряжение или ток, соответствующие по величины этому числу.
Что такое «мультиметр»?
- Это измерительный прибор, позволяющий измерить достаточно большое количество видов электрических величин.
Что такое осциллограф?
- Электронный прибор, позволяющий визуально наблюдать закономерность изменения измеряемой электрической величины во времени.
Можно ли на экране однолучевого осциллографа наблюдать два разных электрических процесса?
- Можно, за счёт специального коммутатора входных сигналов.
Принцип действия двухканальных электронных осциллографов?
- Внутренняя последовательная коммутация двух разных электрических сигналов системой строчной развёртки (через строку).
Принцип действия двухлучевых электронных осциллографов?
- Комбинирование фактически двух независимых осциллографов в одном приборе с общей специальной электронно-лучевой трубкой.
Что такое «запоминающие осциллографы»?
- Это электронные осциллографы, имеющие люминофорный слой с длительным «послесвечением».
Область использования «запоминающих осциллографов»?
- Быстропротекающие импульсные процессы.
Как «стереть» изображение на «запоминающем осциллографе»?
- Подачей «размагничивающего» импульса на люминофорный слой (экран).
Сроки «запоминания» формы сигнала в «запоминающем осциллографе»?
- От нескольких минут до нескольких дней.
Принцип перьевых самописцев и область их применения.
- Запись электрических малоинтенсивных величин как функции времени на специальных бумажных рулонных или дисковых носителях.
Может ли один перьевой самописец записывать несколько процессов и, если да, то на каком принципе?
- Да, используя принцип коммутации входных сигналов на одном пишущем узле.
Для каких целей были разработаны светолучевые самописцы (осциллографы)?
- Для многоканальных измерений и записи быстропротекающих процессов.
Основной измерительный элемент светолучевые самописцев (осциллографов), его принцип действия?
- Стержневой гальванометр. Это магнитоэлектрическая измерительная система с поворотной катушкой, к которой закреплено миниатюрное зеркало.
Вид носителя записываемой информации в светолучевых самописцах (осциллографах)?
- Рулонная фотоплёнка или фотобумага с ультрафиолетовым проявлением.
Как реализована «шкала времени» в светолучевых самописцах (осциллографах)?
- Специальным настраиваемым механическим отметчиком интервалов времени, сигналы с которого записываются на фотоплёнку (фотобумагу) вместе с основными сигналами.
Как решена проблема ограничения рабочей температуры стержневых гальванометров в светолучевых самописцах (осциллографах)?
- Специальной автоматической системой термостатирования отсека гальванометров.
Что такое магнитографы?
- Это высокоточные магнитофоны с записью на широкую магнитную ленту.
Что такое «чёрный ящик» авиалайнера?
- Это записывающий прибор - магнитограф в ударопрочном, пожаробезопасном исполнении.
Что такое «виртуальный осциллограф»?
- Компьютерная программа, имитирующая работу лучевого осциллографа в результате обработки цифровых данных измерений с аналого-цифрового преобразователя.
Какие технические средства позволяют сохранять данные измерений?
- Самописцы, магнитографы и аналого-цифровые преобразователи с функцией записи.
Данные каких записывающих приборов можно напрямую обрабатывать с помощью компьютерных программ?
- Только цифровые данные с аналого-цифровых преобразователей (АЦП).
Влияет ли на точность измерений источник электропитания исследовательского комплекса?
- Да, влияет значительно.
Какие типы источников электропитания используются в исследовательских комплексах?
- Источники постоянного тока, преобразователи переменного тока, импульсные преобразователи.
Какие источники электропитания предпочтительны для исследовательских комплексов?
- Источники постоянного тока, например, аккумуляторы.
Какие схемы диодных выпрямителей целесообразнее в блоках электропитания и почему?
- Двухполупериодные схемы, имеющие меньший уровень пульсаций.
Способ уменьшения пульсаций на выходе диодных одно- и двухполупериодных выпрямителях переменного тока?
- Включение на выходе параллельно нагрузке конденсаторов большой ёмкости.
Какими устройствами обеспечивается поддержание заданного уровня напряжения в преобразовательных блоках электропитания?
- Схемами стабилизации напряжения или тока.
Какой элемент наиболее ощутимо влияет на вес всего блока электропитания (преобразовательного типа)?
- Силовой трансформатор.
Влияет ли, и если да, то как, частота переменного напряжения на габариты и вес трансформатора в блоке питания?
- С увеличением частоты напряжения габариты и вес трансформатора уменьшаются.
Основные преимущества импульсных блоков электропитания?
- Минимальные габариты и хорошая защищённость от импульсных помех в электросети.
Основные недостатки импульсных блоков электропитания?
- Повышенная сложность преобразования, более высокая цена.
Что такое «основная погрешность» средств измерений (СИ)?
- Погрешность СИ в нормальных условиях, оговорённых в технических характеристиках.
Что такое «дополнительная погрешность» средств измерений?
- Погрешность, возникающая при рабочих условиях применения прибора, превышающих нормальные условия.
Что называют «юстировкой» прибора?
- Метрологическую операцию в процессе производства или ремонта с целью доведение погрешности до установленного техническими требованиями значения.
Что такое «поверка» приборов?
- Метрологическая операция определения фактической погрешности прибора и установление его пригодности к дальнейшему применению.
Что такое «калибровка» регистрирующего прибора?
- Этап настройки прибора с помощью эталонных сигналов, в результате которого устанавливается фактическая единица измерения его показаний.
Что такое «тарировка» исследовательского комплекса (ИК)?
- Установление точной функциональной зависимости между входным сигналом, фиксируемым датчиком, и выходным сигналом на регистрирующем приборе.
Чему соответствует условный класс точности исследовательского комплекса, состоящего из последовательно соединённых компонентов?
- Сумме классов точности всех компонентов.
Если требуется создать исследовательский комплекс с условным классом точности 10 и состоящий из 5 последовательно соединённых компонентов, то какой класс точности должен быть у компонентов?
- Не ниже 1,5.