Метрология и радиоэлектроника

Контрольная работа

1. Понятие о погрешностях измерений, класс точности

2. Диод, транзистор, устройство, их характеристика

3. Основные причины возникновения пожара. Первичные и стационарные средства пожаротушения, их назначение и правила эксплуатации

Метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В метрологии принято разделять случайную и систематическую погрешности.

Систематическая погрешность, Случайная погрешность

Случайная погрешность характеризует такое качество, как точность измерений, а систематическая — правильность измерения.

случайная

  • неточностью (перекосом) установки рулетки (линейки);
  • неточностью установки начала отсчёта;
  • изменением угла наблюдения;
  • усталостью глаз;
  • изменением освещения.

Погрешности средств измерений определяют методом сравнения показаний с образцовым прибором повышенного класса точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2.

Погрешность средства измерения

Средства КИП и А характеризуются двумя видами погрешности:

Основная погрешность

Дополнительная погрешность

количественного выражения

Абсолютная погрешность

(1.4)

Отсюда результат измерения представляется в виде:

(1.5)

Относительная погрешность

(1.7)

Приведенная погрешность

(1.8)

На основании испытания и исследования погрешностей представительной партии средствам измерения присваивают соответствующий класс точности.

Класс точности

Эти числа выбирают из ряда предпочтительных чисел:

  • (1;
  • 1,5;
  • 2;
  • 2,5;
  • 4;
  • 5;
  • 6) 10 n , где n = 1,0,-1,-2 (1.9)

Чтобы отличить обозначение класса точности, связанного с относительной погрешностью, число класса точности обводят кружком, например, так: . Если погрешность нормирована в процентах от длины шкалы, а сама шкала является неравномерной, то под обозначением класса ставится знак в виде галки, например .

2. Диод, транзистор, устройство, их характеристика

Свойства p-n-перехода.

Примесные полупроводники

Донорная примесь: основные носители заряда — свободные электроны. Остается положительный ион примеси. Акцепторная примесь: основные носители заряда—дырки. Остается отрицательный ион примеси. В месте контакта донорного и акцепторного полупроводников возникает электронно-дырочный переход (p-n-переход).

Свойства р-п-перехода

1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси : d=10-7 м , Dj = 0.4—0,8 В .

2. Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый ток неосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным.

3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда.

p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении (свойство односторонней проводимости).

Полупроводниковый диод

Схематическое изображение. Направление стрелки указывает направление тока.

Вольтамперная характеристика полупроводникового диода.

/, 2 — участок приближенно прямолинеен -экспонента;

3 пробой диода

0,3 обратный ток;

0,1 ток меняется нелинейно.

Обратный ток обусловлен наличием неосновных осителей заряда.

Применение полупроводникового диода

Выпрямитель тока

Принцип действия транзистора

Условное обозначение

Направление стрелки — направление тока

На всех рисунках — p-n-p — транзисторы.

Устройство биполярного транзистора .

Основные применения: элемент усилителя тока, напряжения или мощности; электронный ключ (например, в генераторе электромагнитных колебаний).

Переход эмиттер — база включается в прямом направлении, а база — коллектор — в обратном. Через эмиттерный переход идет большое количество основных носителей заряда. База очень тонкая. Концентрация основных носителей заряда в базе небольшая. Поэтому рекомбинация электронов и дырок небольшая. Ток базы маленький. Заряды, пришедшие из эмиттера, по отношению к базе являются неосновными, поэтому они свободно проходят через коллекторный переход. До 95% дырок, попадающих из эмиттера в базу, проходят в коллектор. Т.е. I э ? I б . При изменении I э с помощью источника переменного напряжения одновременно почти во столько же раз изменяется I к . Т.к. сопротивление коллекторного перехода во много раз превышает сопротивление эмиттерного, то при практически равных токах, напряжение на эмиттере много меньше напряжения на коллекторе.

Полупроводники —

В идеальном кристалле ток создаётся равным количеством электронов и дырок. Такой тип проводимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещённости) собственная проводимость проводников увеличивается. На проводимость полупроводников большое влияние оказывают примеси. Примеси бывают донорные и акцепторные.

Донорная примесь —

Акцепторная примесь —

Принцип действия большинства полупроводниковых приборов основан на свойствах p-n-перехода. При приведении в контакт двух полупроводниковых приборов р-типа и n-типа в месте контакта начинается диффузия электронов из n-области в р-область, а «дырок» из р в n-область. Этот процесс будет не бесконечный во времени, так как образуется запирающий слой, который будет препятствовать дальнейшей диффузии электронов и «дырок».

Р-n-контакт полупроводников обладает односторонней проводимостью: если к р-области подключить «+» источника тока, а к n-области «-» источника тока, то запирающий слой разрушится и р-n-переход будет проводить электрический ток. Электроны из области n пойдут в р-область, а «дырки» из р-области в n-область. В случае обратного подключения ток равен нулю.

Так, если к р-области подключить «-» источника тока, а к n-области «+», то запирающий слой расширится.

Полупроводниковый диод

Рис. 6

Вольтамперная характеристика диода представлена на рис. 7, а простейшая схема однополупериодного выпрямителя с полупроводниковым диодом показана на рис. 8.

транзистор,

Средняя область кристалла называется базой, а две крайние области кристалла называются коллектором и эмиттером. Основное применение транзистора — это использование его в качестве усилителя слабых сигналов по току и напряжению. Транзисторы на электрических схемах обозначаются, как показано на рис. 10 (в, г).

с общей базой

Наибольшее применение имеет схема включения с общим эмиттером. Схема включения с общей базой имеет ряд недостатков и используется реже.

погрешность метрология полупроводниковый пожаротушение

3. Основные причины возникновения пожара. Первичные и стационарные средства пожаротушения, их назначение и правила эксплуатации

Пожары могут возникнуть по различным причинам — это могут быть факторы социального характера, техногенные или природные.

основные причины возникновения пожаров

  • человек не умело обращается с огнем в быту, человек оставил в лесу костер не потушенным и т.д.;
  • не были соблюдены необходимые меры безопасности (не правильно использовался прибор, оборудование и т.д.);
  • предметы и вещи сами возгораются, если их оставляют в «подходящей» среде (пропитанная ветошь была оставлена под прямыми солнечными лучами);
  • взрываются опасные вещества на производстве или же дома;
  • пожар может возникнуть по природным причинам — гроза, молния и пр.;
  • умышленный поджог человеком чужого имущества, когда человек специально поджигает имущество человека с целью нанесения вреда;
  • поломки и износ оборудования на производстве — неисправная система охлаждения, сильное трение поверхностей, разрушение рабочих узлов и элементов оборудования, присутствие посторонних предметов в механизме оборудования;
  • не соблюдение мер противопожарной безопасности при производственных работах;
  • неправильная установка и использование приборов отопления, газоснабжения и электросети;

Какие факторы влияют на возникновение пожара.

  • открытый огонь — костер, газовая горелка и прочее;
  • приход веществ, способствующих горению — кислород, тепла и т.д.;
  • фактор человека — простая халатность, несоблюдение мер противопожарной безопасности

Первичные средства пожаротушения.

Для ликвидации пожаров в начальной стадии используются подручные и первичные средства пожаротушения.

Подручные средства, Первичные средства

Первичные средства пожаротушения предназначены для применения в начальной стадии пожара или возгорания. К таким средствам относятся специальные емкости с водой и песком, лопаты, ведра, ломы, багры, асбестовые полотна, грубошерстные ткани и войлок, огнетушители. Определение необходимого количества первичных средств пожаротушения регламентируется «Правилами пожарной безопасности в Российской Федерации» (ППБ-01-93).

При определении видов и количества первичных средств пожаротушения следует учитывать физико-химические и пожароопасные свойства горючих веществ, их отношение к огнетушащим веществам, а также площадь помещений, открытых площадок и установок.

Бочки для хранения воды должны иметь объем не менее 0.2 м3 и комплектоваться ведрами.

Ящики для песка должны иметь объем 0.5; 1.0 или 3.0 м3 и комплектоваться совковой лопатой. Емкости для песка, входящие в конструкцию пожарного стенда, должны быть вместимостью не менее 0.1 м3. Конструкция ящика должна обеспечивать удобство извлечения песка и исключать попадание осадков. Асбестовые полотна, грубошерстные ткани и войлок размером не менее 1.0×1.0 м предназначены для тушения небольших очагов пожара при воспламенении веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха. В местах применения и хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей размеры полотен могут быть увеличены (2.0×1.5 или 2.0×2.0 м).

Огнетушитель, как первичное средство пожаротушения, и в наше время остается наиболее распространенным, эффективным и доступным в применении изделием. Огнетушители делятся на переносные и передвижные. К переносным относят огнетушители, носимые человеком, огнетушащая способность которых отвечает минимальным техническим требованиям, установленным в нормативно-технической документации. К передвижным относят огнетушители, оборудованные устройством для перевозки. Огнетушители порошковые.

ОП-5(г) с объемом корпуса 5 литров и ОП-10(г) (объем 10 литров) предназначены для тушения загорания твердых горючих материалов (класс пожара А), жидких горючих материалов (класс пожара В), газообразных веществ (класс пожара С) и электроустановок напряжением до 1000 В. Возможна многократная перезарядка. Огнетушители могут использоваться в жилых, служебных, складских помещениях, небольших хранилищах легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, автопарках, автобазах, гаражах, торговых палатках, садовых домиках и на транспортных средствах. Срок службы — 10 лет. Периодичность перезарядки — 4 года. Огнетушители углекислотные.

Предназначены для тушения загораний веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, загораний электроустановок, находящихся под напряжением не более 1000В, жидких и газообразных веществ (класс В, С).

Углекислотными огнетушителями предпочтительно оборудовать противопожарные щиты в лакокрасочных цехах, на складах, АЗС и на территории промышленных предприятий. Огнетушители воздушно-пенные. Используются при тушении пожаров класса А и В (дерево, бумага, краски и ГСМ).

Запрещается применение для тушения электроустановок, находящихся под напряжением! В отличие от закаченных огнетушителей, в ОВП-10 (б) вытесняющий газ хранится в баллончике. Для приведения огнетушителя в рабочее состояние необходимо нажать кнопку на его головке и выждать 5 с, пока создаётся рабочее давление внутри корпуса. Эксплуатируются при температуре от +5 до +50°С.Огнетушащий состав — раствор пенообразователя (ОВП).

Системы автоматического пожаротушения с использованием средств автоматической сигнализации.

Не забывайте о внутренних пожарных кранах. Они размещаются, как правило, в специальных шкафчиках, приспособленных для их опломбирования и визуального осмотра без вскрытия. У каждого должен быть пожарный рукав длиной 10, 15 или 20 м и пожарный ствол. Один конец рукава примкнут к стволу, другой к пожарному крану. Развертывание расчета по подаче воды к очагу пожара производится в составе 2 человек: один работает со стволом, второй подает воду от крана.