Lehetséges minimumkérdések Méréstechnika tárgyból 2015.

Átírás

1 Lehetséges minimumkédések Mééstechnika tágyból 015. (A válaszokat póbálja lényege töően megogalmazni, az ábáknál töekedjen a pontosan elidézni, a képletek esetén töekedjen a képletben szeeplő betűk megadásáa.) 1 Oline/online méőendsze ételmezése Oline: Amennyiben nincs szükség egy adott eladatnál aa, hogy a mét adatok alapján a olyamatba azonnal beavatkozunk, vagyis elég, ha a méés elvégzése után dolgozzuk el az adatokat, akko a méőendsze a méés soán egyszeű adatögzítést végez. Online: Amiko a mééssel páhuzamosan töténik az adateldolgozás. A mét étékek alapján azonnal be akaunk avatkozni a olyamatba. Simplex, hal-duplex, duplex kommunikáció ételmezése Simplex kommunikáció: Adó Vevő Hal-duplex kommunikáció: Adó-Vevő Full-duplex kommunikáció: Adó/Vevő Adó-Vevő Adó/Vevő 3 Soos és páhuzamos kommunikációs potokollok elsoolása és legontosabb jellemzői. Páhuzamos potokoll: IEEE488 (GPIB) hálózatoientált; 16 csatona: 8 adat vonal, 5 vezélő vonal, 3 handshaking vonal; hal duplex kommunikáció; 3 típusú beendezés: vevő, adó, vezélő. beendezés közötti távolság max. 4 m beendezés közötti átlagtávolság m a beendezések közötti maximális távolság 0 m legalább a műszeek /3-a be kell legyen kapcsolva. Műszeek száma maximum 15 Adatátviteli sebesség maximum 1 Mbyte/s Soos potokoll: RS-3: 1adó 1vevő, közös öldpont, aszinkon, simplex, 0kbps, max 15m Soos potokoll: RS-4: 1adó- 10 vevő, külön öldpont, 10Mbps-10m, hal duplex 1

2 4 Fogalmazza meg a Shannon tételt! Shannon mintavételi tövénye ételmében a mintavételi ekvenciát úgy kell megválasztani, hogy az nagyobb legyen, mint a mintavételezett analóg jel legnagyobb ekvenciájú összetevőjének a kétszeese. > ( mv jel ) max 5 Kvantálás ogalma: A minták üggőleges aszteekbe soolása. 6 Kvantálási hiba számítása U Abszolút kvantálási hiba: H Q = ± Q = H Q Relatív kvantálási hiba: h Q ± 100% U x 1 LSB 7 1 bites A/D átalakító ételmezése Ezek a Full scale eszültséget (U FS ) 4096 kvantuma osztják. 8 Adattovábbítási módszeek (elsoolása) - pogam vezéelt - megszakítás (inteupt) vezéelt - közvetlen memóia eléés (DMA) vezéelt módon 9 Számítógépes méőendszeek elépítése (ajz): 10 Ézékelők legontosabb jellemzőinek elsoolása (csopotosítás) A elhasznált enegia szeint: - aktív: külső enegiaoást igényelnek - passzív: külső enegiaoást nem igényelnek Kimeneti jel szeint: - analóg - digitális - ekvencia - kódolt Egyéb jellemzők szeint: - lineaitás - pontosság - ézékenység - tejedelem

3 11 Mit mének az alábbi ézékelők, Pt100, nyúlásméő bélyeg: - Pt100: hőméséklet ézékelő - nyúlásméő bélyeg: eőméő 1 Mondjon példát piezoelektomos hatást, Hall hatást, lézesugaat alkalmazó ézékelőe, induktív ézékelőe. - Piezoelektomos gyosulás ézékelő töltéseősítővel - Hall elemes áamátalakító - Lézees távolságméő - Indukciós elmozdulás méő 13 Mi a eladata a jelkondicionálónak? (1 soos válasz) A jelet digitalizálása alkalmassá tenni (szűés és eősítés) 14 Sooljon el 3 jelkondicionáló áamköt. Eősítő Zajszűő Antialiasing szűő 15 Mi a eladata az analóg jelomálónak? A jelet eldolgozása (analizálása) alkalmassá tenni. 16 Mi a eladata a multiplexenek? Csatonakiválasztó: többcsatonás méés esetén a jelek soba endezi a mintavételezéshez. (1db A/D átalakító van, mégis több jelet tudunk leméni) 17 Mit étünk a mintavevő tató áamkö tatási ditje alatt? Egységnyi idő alatt mennyit csökken a kimeneti eszültség étéke. Métékegysége (V/s) 18 Mit étünk a mintavevő tató áamkö mintavételezési ideje alatt? Azaz idő, amíg a bekapcsolástól a eszültség a követő üzemmódot eléi 3

4 19 Mintavételezési idő, tatási dit és kondenzáto kapacitás közötti kapcsolat a mintavevő tató áamköökben Kondenzáto kapacitás nő, mintavételi idő nő, tatási dit csökken. Kondenzáto Mintavételezési idő Tatási dit 10 nf 0µs 3 mv/s 1 nf 4µs 30 mv/s 100 pf 3µs 00 mv/s 5 pf 170 ns 5 V/s 10 pf 10 ns 50 V/s 0 Mi a D/A átalakítás elvi alapáamköe? (Megnevezés és elajzolás) Összegző eősítő Q 0 R 0 Q 1 R 1 Q R Q 3 R 3 R v - U b e = 1 V + U ki 1 Milyen áamköi elven alapul a létahálós D/A átalakítás működése? Feszültségosztó: R R R R R R R1 R R R U R U U U U N N U Közvetlen és közvetett A/D átalakítók típusainak elsoolása. közvetlen: - számláló - kétoldali - páhuzamos közvetett: - U/t - U/ 4

5 3 Íjon 3 jellemzőt a kétoldali közelítéses / páhuzamos / kétszeesen integáló A/D-ól. - kétoldali köz.: közepes sebesség, megelelő jellemzők, közepes á - páhuzamos: nagy sebesség, nagy megbízhatóság, magas á - kétszeesen integáló: lassú működés, nagy pontosság, alkatész öegedés kiküszöbölése 4 Többunkciós méésadatgyűjtők unkciói (elsoolás) Analóg bemenet Analóg kimenet Digitális I/O Számláló, időzítő 5 Milyen paaméteeket kell megadni 1 csatonás övid idejű méésnél? Mintaszám, mintavételi ekvencia, mintavételezés módja (SE/DIFF), eősítés, mintavételi csatona 6 Milyen paaméteeket kell megadni többcsatonás övid idejű méésnél? Csatonalista, mintavételi ekvencia, mintaszám, csatonaszám, konveziós ekvencia, SE/DIFF, eősítés 7 Mitől ügg a konveziós ekvencia étéke? A csatonaszámtól es a mintavételi ekvenciától, a méőkátya maximális mintavételi ekvenciájától. 8 Hogyan kell beállítani a konveziós ekvencia étékét? konv min tavételi csatonaszám 9 Analóg bemeneti egység minimum 5 jellemzőjének elsoolása! Felbontás (1 bites, 16 bites) Bemeneti eszültség tatomány (+-5V; 0-10V) Eősítési okozatok (0,5-100) Mintavételezési sebesség (< 1MHz) Csatonaszám (16, 3) Bemenetek eeencia pontja (közös, üggetlen) (Single-ended; Dieential) Pontossági jellemzők (lineaitás, stb.) Bemeneti impedancia (nagy) 5

6 30 Hogyan ellenőizhető, hogy a méendő jeleket közös öldponthoz képest, vagy dieenciál bemenetben kell méni? Feszültségmééssel a közösítendő pontok között. Ha a bemeneti jeleket egy közös öldponthoz képest kapcsoljuk a bemeneti csatonáka, akko dupla annyi csatonát tudunk vizsgálni. Ha ez nem oldható meg a méőköben, akko dieenciál kapcsolást kell alkalmaznunk. 31 Mintavételezési eljáások (4 db elsoolás és 1 soos ételmezés) 1. Egycsatonás övid idejű gyos: t ee 0, t mv t ap multiplexe alkalmazása nem szükséges. Többcsatonás övid idejű gyos: t ee 0, t mv t ap multiplexe alkalmazása szükséges 3. Egycsatonás hosszú idejű lassú: t ee > 0, t mv = t ap + t ee multiplexe alkalmazása nem szükséges 4. Többcsatonás hosszú idejű lassú: t ee > 0, t mv = t ap + t ee multiplexe alkalmazása szükséges 1. es 3. módsze eseten multiplexe alkalmazása nem szükséges 3 Milyen tiggeelési módokat alkalmazhat analóg jelek számítógépes mééseko? Szint (nomál és hiszteézises), ablak tiggeelés, petiggeelés (nem csak digitálisnál van!) 33 Mit jelent a le- vagy elutó éle töténő ANALOG tiggeelés? Felutó jele: A jel lentől elele átmegy a tiggeszinten. Leutó jele: A jel entől leelé átmegy a tiggeszinten. 34 Mit jelent az ablak tiggeeles? A mintavételezés akko töténik, ha a jel az alsó es a első tiggeszint között van, vagy azokon kívül van. 35 Mit jelent a petiigge mintaszám? A endsze olyamatosan mintavételez az STS után, de mindig csak annyi mintát táol és göget az RTS-ig, amennyi a petigge mintaszám. 36 Mit jelent a szint-tiggeelés? Innen kezdődik a mintavételezés. 6

7 37 Soolja el az analóg kimeneti egység jellemzőit! - Felbontás (8 bit, 1 bit, 16 bit, 4 bit) - Kimeneti eszültség tatomány (±5V; 0-10V) - Beállási idő (V / LSB) - Tehelhetőség (±ma) - Pontossági jellemzők (lineaitás, stb.) - Csatonaszám (1,, 4) - Kimeneti impedancia 38 Mekkoa lehet elméletileg a maximális ekvenciája annak a szinusz/ négyszög/ háomszög jelnek, amit egy issítési ekvenciával endelkező analóg kimeneten lehet geneálni? issítési jel = (mintaszám: szinusznál: 10, négyszögnél:, háomszögnél: 10) n 39 A valóságban (nem elméleti szempontból) milyen paaméteektől ügg az analóg kimeneten geneált jel maximális lehetséges ekvenciája? Attól, hogy milyen jelet akaunk megjeleníteni, issítési ekvencia, beállási idő. 40 Rajzolja el egy összetett peiodikus jel amplitúdó-ekvencia diagammját vázlatosan. n = 1 egész szám = n n 1 41 Mekkoa annak a spektumnak az alaphamonikusa, amelyet mv mintavételezési ekvenciával, m csatonás méésen, csatonánként n db mintából métünk? n m n mv konv eg = = = 1 4 Miko jelenik meg sátas spektumkép ekvencia analizálásnál? Ha a met jel ekvenciájának és a spektum alaphamonikusának a hányadosa nem egész szám, akko a ekvencia spektumban nem létező oldalhamonikusok jelennek meg. jel 1 = egész számnak kell lennie! 7

8 43 Milyen módon küszöbölhető ki a sátas spektumkép, ha ideális szinusz jelet méünk? - Ablakozó üggvénnyel - A mintavételi ekvenciát, a mét jel ekvenciájának egészszámú többszöösée állítjuk be. 44 Miko alkalmaz ablakozó üggvényt? Ha az ideális szinusz spektuma nem egy összetevőt ad, hanem egy sáto jellegű spektumképet. (FFT hibájának lehet ezzel csökkenteni) 45 Mit jelent az aliasing jelenség? Ha a mintavételezési tövényt nem tatjuk be, akko a mintavételezett jelben nem létező összetevők jelenhetnek meg. 46 Milyen esetben odulhat elő, hogy az analóg bemenete kapcsolt jel nem jelenik meg digitalizálásko? Ha a mintavételezési ekvencia éppen kétszeese a jel ekvenciájának és a mintavételezés éppen nulla átmenetnél (0 V eszültségnél) kezdődik. 47 Hogyan küszöbölhetjük ki az aliasing jelenséget? Antialiasing szűővel, ami egy aluláteesztő szűő, nagy vágási meedekséggel, a mintavételi ekvencia elée beállított elsőhatá ekvenciával. 48 Méési hibák típusainak elsoolása Rendszees hiba Véletlen hiba Duva hiba 49 Méési hibák számítása. Képletek alkalmazásával is. Abszolút hiba: H = m p H H Relatív hiba: h = vagy h % = 100% p p H Mééshatáa vonatkoztatott elatív hiba: hv = 100% p v 8

9 50 Véletlen hibák megadásának módszeei (elsoolás képlettel)! Tejedelem: R = x max x Valószínű hiba: x ± P 1 Átlagos abszolút eltéés: n E = δ i, δ i = n i= 1 min Szóás, vagy standad eltéés: s = x i x n 1 δ i, δ i = x i x n -1 i= 1 51 Miét kell a skála első hamadában méni? A elatív hiba a mutató kitéésével csökken, vagyis annál pontosabb a méés, minél nagyobb a mutató kitéése. Ez igaz digitális műsze esetén is, hogy a mééshatá végéhez közeledve egye csökken a méés elatív hibája. 5 Gauss eloszlás ellenőzésének módja s E = π ± 15% 53 Milyen eladat megoldásako alkalmazzuk a mééselméletben (méési adatok eldolgozásako) a Gauss eloszlás sűűségüggvényét? Ha a méési hibák előodulási valószínűségét kívánjuk meghatáozni. 54 Mit mutat a olyamatképességi mutató? Hogy egy méési soozat véletlen hibája megelel-e a megadott étéknek. C p > 1, jó éték 55 Egy gyátásból kivett alkatész egyik méetének ellenőzése soán kapott méési soozat szóása s m. Az adott méete előít szóás 0 Mekkoa a olyamatképesség mutatója? s C p = s 0 m s. 56 Milyen módszeel hozható léte empiikus sűűsség üggvény? P(x ) ϕ(x ) n A méési adatok csopotosításával. (x ) = x = n x = n x n az -edik intevallumba eső változók elatív gyakoisága ( = 1,,... m). n 9

10 57 Mivel jellemezhető a méési adatok csopotosítása? A csopotok szélességével x és az 1. csopot közepével x 1. A mét adatok tatományát elosztjuk kisebb egyenlő hosszúságú x intevallumoka. Ezeket a középpontjukhoz tatozó x i méési adattal jellemezzük. Egy adott tejedelmen belül az összes változókat megegyezőknek tekintjük és egyedi étéküket a tejedelem középpontja által meghatáozott étékkel helyettesítjük. 58 Milyen eladat megoldásako alkalmazunk a méési adatok eldolgozása soán egesszió analízist? Ha azt az (x) göbét keessük, ami a legjobban megközelíti a méés soán kapott étékeket. 59 Hogyan számolható ki egy X es egy Y soozatból számított Z soozat szóása? s z z = x s z + s x y x,y y 0 0 x0,y 0 60 SI peixumai ( tól a ig) NÉV JEL ÉRTÉK exa E peta P tea T 10 1 giga G 10 9 mega M 10 6 kilo k 10 3 hekto h 10 deka da (k) 10 deci d 10-1 centi c 10 - milli m 10-3 miko µ 10-6 nano n 10-9 piko p 10-1 emto atto a SI alapmétékegységei m, kg, s, a, K, cd, mól 10

11 6 Mit jelent egy eszültség lineáis középétéke? Azt az egyen eszültséget étjük alatta, amely egységnyi idő alatt ugyanannyi vegyi munkát végez, mint a váltakozó eszültség. 63 Mit jelent egy eszültség eektív étéke? Váltakozóeszültség eektív étéke egyenlő azzal az egyeneszültséggel, amely egységnyi idő alatt ugyanazt a hő munkát végez. 1 U e = U ( t) dt T T 0 Eektív éték = négyzetes középéték (RMS) 64 Soolja el belülől kielé egy zavavédett vezeték kialakítását. sodott épá védőányékolás öldelt ányékolás kettős ányékolás mágneses ányékolás (eomágneses ólia) 65 Soolja el a meőműszeek legontosabb jellemzőit! 1 méési tatomány ézékenység 3 stabilitás 4 ismételhetőség, 5 pontosság 6 beállási idő 7 elbontás 8 túltehelhetőségi jellemzők 9 lineaitás 10 holtsáv 11 kimeneti jeloma, 1 hiszteézis, 13 költség, méet, súly, 14 könyezeti jellemzők 66 Mit nevezünk egy műsze ézékenységének? A műsze ézékenysége (E) a kimenő jel megváltozásának megváltozásának x a hányadosa: E = α x α és a bemenő jel 11

12 67 Mit nevezünk a műsze elbontásának? Két egymás mellett levő, még éppen megkülönböztethető x jel távolsága. Általánosan: a műszeel megadható legkisebb méőszám különbség ( x ). 68 Mit nevezünk a műsze lineaitásának? Lineaitási hibát akko lehet ételmezni, ha a méőeszköz által szolgáltatott adat (kimenőjel) endeltetésszeűen egyenes aányban áll, a met jellemzővel (bemenőjellel). Az elvi egyenestől való eltéés meteket adja meg a lineaitási hiba. 69 Mit nevezünk a műsze stabilitásának? A meőeszköznek az a tulajdonsága, hogy metológiai jellemzőit időben tatósan állandó étéken őzi. 70 Mit étünk a műszeek válaszideje alatt? Azt az időt, amely alatt a kimenő jel a bemenő x 0 ugásjel 99%-át eléi. 71 Hogyan jelölik a beendezések po- és vízátalom elleni védettségét? Jellemzése az IP számmal: IP XY, ahol X a szilád test elleni vedelem (0-6 közötti éték) Y a víz elleni védelem (0-8 közötti éték) 7 Rajzolja el az ellenállásméés nullmódszeének kapcsolását és íja el a kiegyenlítés eltételét. Kiegyenlítés eltétele: RX R = R1 R3 U RX = R1 + R R 3 R + R 0 = X Milyen alaptípusai vannak az analóg oszcilloszkópnak? egysugaas többsugaas 1

13 74 Hogy nevezzük azt a módszet, amelynek helyes alkalmazása biztosítja azt, hogy az oszcilloszkópon állóképet lásson? Megelelő tiggeelés 75 Mie szolgál az oszcilloszkópon az AC/DC kapcsoló? Egyeneszültség leválasztásáa szolgál. 76 Milyen módszeekkel lehet az egycsatonás analóg oszcilloszkópon több jelet vizsgálni? Choppe üzemmód (kicsit az egyikből, kicsit a másikból jelenít meg) Alte üzemmód (egymás után ajzolja ki az egyes csatonák jeleit) 77 Rajzolja el, hogyan kell bekötni két egyenáamú tápegységet, ha szimmetikus ±15V-os tápeszültséget szeetnénk ákapcsolnunk egy beendezése! 78 Soolja el, hogy milyen teljesítmény jellemzői vannak egy váltakozó áammal működő beendezésnek? Látszólagos teljesítmény Hatásos teljesítmény Meddő teljesítmény S = U I = P + P = U I cosϕ Q = U I sinϕ Q 79 Milyen műszet alkalmaznak a háztatásokban a villamos enegia méésée? Indukciós ogyasztásméőt, digitális ogyasztásméőt. 80 Változik-e az áamszámla, ha ugyanolyan ogyasztási jellemzők mellett a hálózati eszültség megnövekszik? Igen, négyzetesen nő. 13