Перечень практических заданий, выносимых на государственный экзамен

1. Составить структурную схему прибора для измерения силы с использованием тензоризистивного эффекта.

2. Составить структурную схему прибора для измерения силы с использованием магнито-механического эффекта.

3. Какая напряженность электрического поля должна быть создана вблизи поверхности танталового катода, нагретого до Т = 2000 К, чтобы увеличить ток термоэмиссии с его поверхности в 3 раза?

4. Вычислить энергию Ферми в металлическом калии при температуре абсолютного нуля. Плотность калия r = 0,86 г/см³. Учесть, что калий одноварентен, и его атомная масса А = 39,1.

5. Найти поглощенную дозу для свинцовой пластинки толщиной 0,5 см от источника гамма излучения Cs-137 с активностью 3,7 10¹⁰ Бк, находящейся на расстоянии 10 см от источника за 1 мин. Энергию гамма квантов принять равной 5 МэВ. Плотность свинца 11340 кг/м³.

6. Найти поглощенную и эквивалентную дозу за 1 год, полученную человеком в результате употребления в пищу 200 г зараженной рыбы, с удельным содержанием Ra -226, равном 5 мкг/кг. Радий α – активен. Период полураспада Ra -226 составляет 1620 лет. Средняя энергия альфа частиц 6 МэВ. Коэффициент качества для α – излучения равен 20. Считать, что α – частицы взаимодействуют с водой, длина свободного пробега α – частиц в воде 6 10^-5 м, плотность воды 10³ кг/м³.

7. Какое изменение температуры можно измерить, используя пироэлектрический приёмник, состоящий из турмалиновой пластинки толщиной 1 мм и милливольтметра чувствительностью 10^-3 В/деление? Как наилучшим образом вырезать пластинку для этих целей? Какой величиной можно охарактеризовать чувствительность такого пироэлектрического приёмника? Во сколько раз увеличилась бы чувствительность приёмника, если бы вместо турмалиновой пластинки использовать пластинку сульфата лития той же толщины, вырезанную перпендикулярно полярной оси?

8. В интервале комнатных температур ( 22 – 24 ^оС ) требуется проконтролировать точность поддержания постоянной температуры или измерить малое изменение её. Какой кристалл: турмалин или сегнетову соль, применить для этой цели? Каким прибором воспользоваться: баллистическим гальванометром или милливольтметром?

9. Выберите значение тока для создания магнитного поля напряженностью Н = 80 А/см на внешней и внутренней поверхностях цилиндрической втулки с внутренним диаметром 16 мм и с внешней диаметром 24 мм.

10. Необходимо обнаруживать трещины в цилиндрических деталях длиной ℓ = 200 мм, внешним диаметром d = 35 мм и толщиной стенки δ = 2,5 мм из закаленной стали 45 по уровню чувствительности Б. Выбрать метод контроля и режим намагничивания.

11. Определить 1, 2 и 3 критические углы для возбуждения объекта контроля изготовленного из стали (С_ℓст = 5,9, С_tст = 3,2) и бериллия (С_ℓBe = 12,8, С_tBe = 8,6) в качестве призмы – оргстекло (С_ℓо.с. = 2,7, С_tо.с. = 1,12).

12. Для заданной выборки в МАТLAB построить гистограмму относительных частот ADF и определить и её точечные характеристики. Оценить погрешность определения высоты столбцов ADF.

0.84	2.90	0.02	-0.29	-1.37	0.18	-1.06	-1.07	-0.89	0.82
-0.26	-0.85	-1.75	0.46	-1.03	0.10	1.60	0.93	1.38	-1.12

Привести распечатку листинга программы, график гистограммы и результаты вычислений.

13. Для заданной выборки в МАТLAB построить гистограмму относительных частот ADF и определить и её точечные характеристики. Оценить погрешность определения высоты столбцов ADF.

0.55	-1.06	-0.29	2.53	-0.33	0.31	-0.23	-1.03	-0.30	-0.47
-0.83	1.65	-0.55	1.13	-1.50	0.18	0.60	-0.27	-0.98	0.31

Привести распечатку листинга программы, график гистограммы и результаты вычислений.

14. Пусть z1=randn(1,100), z2=[1 3 4 3 1], z= conv(z1,z2)./sum(z2). Сделав сегментацию сигнала z в МАТLAB построить автокорреляционную функцию ACF сигнала z и определить корреляционный интервал. Оценить погрешность определения ACF.

Привести распечатку листинга программы, график ACF и результаты вычислений

15. Пусть z1=randn(1,100), z2=[1 1 5 1 1], z= conv(z1,z2)./sum(z2). Сделав сегментацию сигнала z в МАТLAB построить автокорреляционную функцию ACF сигнала z и определить корреляционный интервал. Оценить погрешность определения ACF.

Привести распечатку листинга программы, график ACF и результаты вычислений.

16. Пусть z1(k)=randn(1,k)+0.5*cos(pi*k/10). Определить спектр мощности PSD по дискретному преобразованию Фурье (Периодограммы), по непараметрическим методам спектрального анализа. (Модифицированные периодограммы, Периодограммы Welch. Периодограммы Tomson.).

Привести распечатку листинга программы, график сигнала и графики 4 видов спектра.

17. Пусть z1(k)=rand(1,k)+0.8*cos(pi*k/10). Определить спектр мощности PSD по дискретному преобразованию Фурье (Периодограммы), по непараметрическим методам спектрального анализа. (Модифицированные периодограммы, Периодограммы Welch. Периодограммы Tomson.).

Привести распечатку листинга программы, график сигнала и графики 4 видов спектра.

18. Спроектировать КИХ фильтр с помощью окна в MATLAB.

Требования к АЧХ (fd=8000; % частота дискретизации в Герцах

fp=1000; % граничная частота полосы пропускания

fs=1500; % граничная частота полосы задержки

bp=0.05; % Допустимая неравномерность в полосе пропускания Rp=1±bp

bz=0.01; % Минимально допустимое затухание в полосе задержки Rs=bz

Вид окна: окно Гаусса (Sx=1) -gausswin.

Построить графики импульсной характеристики- IR, АFR, PFR амплитудно-частотной характеристики- АFR , фазо-частотной характеристики PFR .Привести распечатку листинга программы, графики IR, АFR, PFR.

19. Спроектировать КИХ фильтр с помощью окна в MATLAB.

Требования к АЧХ (fd=10000; % частота дискретизации в Герцах

fp=1500; % граничная частота полосы пропускания

fs=2500; % граничная частота полосы задержки

bp=0.05; % Допустимая неравномерность в полосе пропускания Rp=1±bp

bz=0.01; % Минимально допустимое затухание в полосе задержки Rs=bz

Вид окна: окно Hаnnа - gausswin hann.

Построить графики импульсной характеристики- IR, АFR, PFR амплитудно-частотной характеристики- АFR , фазо-частотной характеристики PFR .Привести распечатку листинга программы, графики IR, АFR, PFR.

20. Для заданной выборки в МАТLAB построить гистограмму относительных частот ADF и определить и её точечные характеристики. Оценить погрешность определения высоты столбцов ADF.

-0.19	-2.05	0.96	0.79	-0.07	-0.14	0.44	0.04	-0.89	0.82
-2.14	-0.35	0.52	-1.33	-0.19	-053	0.39	-0.73	-0.84	-0.82

Привести распечатку листинга программы, график гистограммы и результаты вычислений.

21. Производится измерение температуры контактным способом с помощью термопары «хромель-алюмель» подключенной к входу усилителя с коэффициентом усиления K = 100. В одной из точек объекта вольтметр, подключенный к выходу усилителя, показал значение 286 мВ. Температура холодного спая термопары при измерении была равна 20°С. Пользуясь градуировочной таблицей термопары, определить температуру в данной точке объекта.

Таблица

t,°С
E, мВ	0,0	0,80	1,20	1,61	2,02	2,44	2,85	3,27	3,66	4,10	4,92

22. Термографирование производится в спектральном интервале 7…14 мкм. Коэффициент излучения объекта известен с относительной погрешностью 5%. Истинная температура поверхности объекта, измеренная контактным способом, составила 68°С, а температура окружающей среды в момент измерения равна −10°С. Оцените модуль абсолютной погрешности измерения температуры, считая, что «отраженная» температура равна температуре окружающей среды.