Exam text content

 

ASE-2130 Anturifysiikka ja signaalit
Välikoe 1

Jukka Lekkala

29.10.2015

Vastaa kuuteen kysymykseen. Laskimen käyttö on sallittu.

1. Selitä seuraavat mittauksen hyvyyteen liittyvät termit:

a. Oikeellisuus (trueness) (2p)
b. Tarkkuus (accuracy) (2p)
c. Täsmällisyys (precision) (2p)

2. Mittaat korvakuumemittarilla ruumiinlämpöäsi toistaen mittauksen seitsemän kertaa ja saat
seuraavat tulokset:

 

 

 

374 *C 1537-1865] 38:0R65S75KE [ 37.0208]5375267[ 477

 

 

 

 

 

Valmistaja on ilmoittanut mittarin virherajoiksi + 0,5 *C. Kuten tuloksista nähdään, on
mittarin resoluutio 0,1 *C.

a. Mikäon paras estimaatti korvasta mitatulle ruumiinlämmölle? (1p) ä

b. Mitä epävarmuuskomponentteja tulokseen sisältyy ja kuinka suuret nämä
komponentit ovat? (3p)

c. Mikäon tuloksen laajennettu epävarmuus kattavuuskertoimella k = 2? (2p)

3. Mitä suureita resistiivisillä tunnistinelementeillä voidaan mitata? Esitä vastauksessa kolme
mitattavissa olevaa suuretta sekä selitä lyhyesti anturin toimintaperiaate kyseisissä
mittauksissa. (6 p)

4. Kuvassa 1 on esitetty Wheatstonen siltakytkentä, jossa siltaa syötetään jännitteellä Vs ja
antojännite E7, mitataan napojen B ja D väliltä. Muunna piiri Theveninin ekvivalentiksi ja
määritä ekvivalenttipiirin komponentit. (6p)

 
 

5. Määritä alla olevan vahvistimen vahvistus 4 = Vour/Win. Millä nimellä kytkentä tunnetaan?
(6P)

 

6. Vastaa seuraaviin termoparia koskeviin kysymyksiin.

a. Selitä lyhyesti termoparin toimintaperiaate. (2p)

b. NTC-termistorin resistanssi R(0) lämpötilassa 0 K on muotoa R(O) = a exp(B/0).
Tietyn termistorin resistanssi 0 *C:ssa on 7,00 k9 ja 100 C:ssa 0,40 k. Mikä on
resistanssi 20 *C:ssa? (4p)

7. Vastaa seuraaviin kysymyksiin lyhyesti: -

a. Mitä tarkoitetaan kohinalla (noise) ja häiriöillä (interference), sekä mitä eroa niillä
on? (1p)
| b. Mitä tarkoitetaan signaali/kohina-suhteella (signal-to-noise ratio, S/N-ratio) ja millä
| kahdella kaavalla se voidaan laskea signaalin ja kohinan suuruudesta? (1p)
| c. Mainitse kolme (komponentin) sisäistä kohinan lähteitä? Mikä on yleisin ulkoisen
| kohinan ja häiriöiden lähde? (2p)
d. Mainitse ja selitä neljä keinoa vähentää kohinan ja häiriöiden vaikutuksia
mittauspiiriin/mittaukseen? (2P)

8. AD-muunnin on osa mittausketjua. Kuvaa lyhyesti kolme tapaa, millä tyypillinen AD-
muunnin on vuorovaikutuksessa mittalaiteen muun elektroniikan kanssa? (6p)

9. Anturisignaalin suodatus. (6p)