для вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
05.11.16 “Информационно-измерительные
и управляющие системы”
Оренбург 2009
1 Основные понятия измерительной техники и теории информации
(1-й вопрос)
Понятие о величине. Физическая величина. Понятие об измерении. Понятие о сигнале.
Классификация измерений.
Основные операции измерений, средства их реализации, алгоритм отработки значения измеряемой величины.
Понятия о результате, точности и погрешности измерения. Уравнения измерений.
Методы измерений.
Основные понятия об управлении, идентификации, контроле, счете и диагностике.
Измерительные устройства как информационные системы.
Понятие информации. Понятие измерительной информации.
Математические и синтактические меры информации.
Производительность и избыточность источника измерительной информации.
Энтропийное значение погрешности измерения.
Связь измерительной информации с энергией измеряемого сигнала.
Сравнительное вероятностно-информационное представление измерения, контроля, счета и управления.
2 Измерительные сигналы и их преобразование в ИИиУС
(2-й вопрос)
Общие свойства сигналов и их параметров. Непрерывные и квантованные величины. Непрерывные и дискретизированные сигналы и их метрологические особенности.
Основные особенности измерений параметров сигналов. Входной и выходной сигналы средств измерений и их информативные параметры.
Квазидетерминированные сигналы, их параметры и характеристики.
Разложение сложных сигналов на элементарные. Обобщенный ряд Фурье и дискретное преобразование Фурье.
Виды случайных сигналов. Статистические параметры и спектрально-энергетические характеристики случайных сигналов.
Код, кодирование в измерении, кодовые сигналы. Коды и кодирование в каналах связи. Оптимальные и корректирующие коды.
Преобразование сигналов в линейных инерционных звеньях. Частотные характеристики звеньев и систем.
Аналитическое представление квантованного сигнала, равномерное и неравномерное квантование. Статистические характеристики погрешности от квантования. Оптимальное квантование случайного сигнала.
Погрешность равномерного квантования при различных законах ее распределения. Погрешность от квантования при измерении среднеквадратичного и среднего значений величины.
Аналитическое преобразование дискретизированного сигнала, равномерная и неравномерная дискретизация сигнала. Восстановление непрерывного сигнала из дискретизированного. Теорема В.А. Котельникова.
Воспроизведение сигнала в процессе измерения и управления. Основные разновидности воспроизведения сигнала. Погрешности воспроизведения.
Передача сигналов. Особенности сигналов, удобных для передачи. Модуляция и детектирование сигналов. Способы разделения сигналов. Пропускная способность канала передачи.
3 Основы анализа погрешностей средств измерений и методы повышения точности измерительных преобразователей ИИиУС
(3-й вопрос)
Виды погрешностей средств измерений и их характеристика.
Классы точности и способы обозначения классов точности. Методика поверки соответствия средств измерений установленному классу точности.
Определение статических инструментальных погрешностей измерительных преобразователей путем суммирования погрешностей звеньев (общие вопросы суммирования).
Методы определения составляющих суммарной статической погрешности измерительных преобразователей.
Методы суммирования случайных составляющих погрешности. Определение суммарного распределения погрешностей.
Динамические погрешности при измерении параметров случайных сигналов
Статистическое согласование измерительного прибора с распределением измеряемой величины.
Классификация методов коррекции погрешностей измерительных приборов и преобразователей
Методы коррекции погрешностей измерительных приборов оператором. Коррекция погрешностей воздействием на прибор. Коррекция погрешностей без воздействия на прибор.
Структурные методы автоматической коррекции погрешностей измерительных приборов и преобразователей с разомкнутой структурой.
Структурные методы автоматической коррекции погрешностей измерительных приборов и преобразователей с замкнутой структурой.
Статистическая минимизация погрешности от квантования.
Литература
1 Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. – 2 е изд., перераб. и доп. – Киев: Вища школа, 1983. – 455 с.