Примеры для самостоятельной подготовки

1. Изобразите осциллограммы, которые получатся на экране осциллографа, если на вход Y подано синусоидальное напряжение с периодом Т, а на вход Х – напряжение идеальной линейной развертки с периодом Т_Р=Т. Множитель развертки имеет значения, равные: а) 1 и б) 0,2.

2. Изобразите осциллограммы, которые получатся на экране осциллографа, если на вход Y подано синусоидальное напряжение с периодом Т, а на вход X – напряжение идеальной линейной развертки с периодом: а) Т_Р=Т и б) Т_Р=0,5 Т. Множитель развертки М_Р для случаев а) и б) одинаков.

3. Постройте осциллограмму, получаемую на экране осциллографа, если на входы Y и X поданы синусоидальные напряжения одинаковой амплитуды и частоты, фазовый угол сдвига которых составляет: а) 45º и б) 135º. В каком направлении будет перемещаться световое пятно на экране?

4. Постройте осциллограмму, получаемую на экране осциллографа, если на входы Y и Х поданы синусоидальные напряжения одинаковой амплитуды, фазовый угол сдвига которых равен нулю, а частоты относятся как 2:1.

5. При измерении частоты синусоидального напряжения по методу фигур Лиссажу напряжение неизвестной частоты было подано на вход Y, а известной – на вход Х. На экране возникла неподвижная фигура, показанная на рис. 5.3.

Определите неизвестную частоту f, если известная частота f₀=100 Hz.

Ответ: f=25 Hz.

Рис. 5.3.

6. Изобразите осциллограмму, полученную на экране осциллографа, если круговая развертка осуществлена синусоидальным напряжением с частотой f=200 Hz, а на модулятор подано синусоидальное напряжение с частотой f₀=1600 Hz.

Ответ: f=8.

7. При измерении угла фазового сдвига φ между синусоидальными напряжениями u₁ и u₂ используется схема измерения по методу фигур Лиссажу. Одновременно на канал яркостной модуляции Z подано напряжение u₂ со сдвигом по фазе на 90º, создаваемым специальным устройством. Объясните возможность использования такого метода для измерения не только угла фазового сдвига, но и его знака.

Контрольные вопросы

А. 1. Какие параметры синусоидальных сигналов можно измерять при помощи электронных осциллографов (ЭО)?

2. Какие параметры импульсов можно измерять при помощи ЭО?

3. Какой блок ЭО обеспечивает наблюдение на экране относительно: а) малых, б) больших напряжений?

4. Укажите цель синхронизации а) по частоте и б) между периодами исследуемого и развертывающего напряжений.

5. Изображение на экране ЭО медленно перемещается в горизонтальном направлении слева направо. Укажите причину этого явления. Что необходимо предпринять для остановки изображения?

6. Какие виды синхронизации применяют в ЭО?

7. Какую форму имеет напряжение на выходе генератора развертки?

8. Почему на экране ЭО не виден обратный ход луча?

9. Изменением положения какой рукоятки ЭО добиваются уменьшения вертикального размера изображения входного сигнала?

10. На экране ЭО получено неподвижное изображение исследуемого напряжения. Что произойдет с этим изображением, если амплитуда развертывающего напряжения уменьшится?

При исследовании каких напряжений (периодических или непериодических) может использоваться а) непрерывный, б) ждущий режим работы блока развертки ЭО?

12. Какое назначение имеют калибратор амплитуды, калибратор длительности ЭО?

13.. Какие способы применяются для измерения частоты осциллографическим методом?

14. Какой из осциллографических методов измерения частоты следует использовать при несинусоидальной форме исследуемого на­пряжения?

15. На какие электроды электронной лучевой трубки (ЭЛТ) подаются напряжения образцовой частоты f₀ и искомой частоты f_X?

16. Что будет происходить с изображением фигуры Лиссажу на эк­ране ЭО, если частоты сравниваемых напряжений нестабильны?

17. Для какой кратности измеряемой и образцовой частоты рацио­нально применять метод фигур Лиссажу?

18. Определите соотношение между образцовой и искомой частотами, если фигура Лиссажу имеет вид, изображенный на рис. 5.4, рис. 5.5?

Рис. 5.4 Рис. 5.5

19. При измерении частоты методом круговой развертки получено изображение, приведенное на а) рис. 5.6; б) рис. 5.7. Если образцовая частота равна 1000 Нz, чему будут равны значения искомой частоты?

20. Почему метод круговой развертки иногда называют методом двойной круговой развертки?

Рис. 5.6 Рис. 5.7

21. На какие пластыри ЭЛТ подаются напряжения U_R1-U_C1 и U_R2-U_C2 круговой развертки, соответствующей напряжениям образцовой f₀ и искомой частот f_Х?

22. При каком соотношении образцовой и искомой частот целесооб­разно использовать метод яркостной модуляции?

Б. 23. Какие осциллографические методы применяются для измерения углов фазового сдвига?

24. Что целесообразно проделать для построения осей эллипса фигур Лиссажу при определении угла фазового сдвига?

25. Как определяют угол сдвига фаз методом линейной развертки?

26. Назовите основные характеристики ЭО.

27. Для измерения какого значения неизвестного напряжения (мгно­венного, среднеквадратичного, средневыпрямленного и т.д.) наиболее целесообразно использовать ЭО?

28. Укажите порядок входного сопротивления большинства типов ЭО.

29. Как измерить ток при помощи ЭО?

З0. Приведите классификацию ЭО по назначению.

Лабораторная работа № 6

Исследование общих свойств показывающих приборов

Примеры решения задач по теме работы

1. При поверке вольтметра с верхним пределом измерения 50 V в точках шкалы 10, 20, 30, 40, 50 V получили соответственно следующие показания образцового прибора:

при возрастании показаний - 9,5; 20,7; 30,4; 40,6; 49,8 V;

при уменьшении показаний - 49,9; 40,8; 30,2; 21,2; 10,1 V.

Определите абсолютные, относительные, приведенные погрешности, а также вариации прибора во всем диапазоне измеряемых значений.

Решение. Результаты удобно свести в таблицу, учитывая, что ра­счет соответствующих погрешностей и вариаций выполняется по формулам:

абсолютная погрешность

относительная погрешность

приведенная погрешность

вариация прибора

Здесь U_V - показания исследуемого вольтметра, V;

U₀ - показания образцового вольтметра, V;

U_H - нормирукшее значение, для исследуемого вольтметра, равное 50 V.

№ опыта		1	2	3	4	5
UV, V		10	20	30	40	50
U0, V	восход.	9,5	20,7	30,4	40,6	49,8
	нисход.	10,1	21,2	30,2	40,8	49,8
ΔUV, V	восход.	0,5	-0,7	-0,4	-0,6	0,2
	нисход.	-0,1	-1,2	-0,4	-0,8	0,1
δV, %	восход.	5,25	-3,39	-1,32	-1,47	0,4
	нисход.	-0,99	-5,65	-1,32	-1,96	0,2
γПР, %	восход.	1,0	-1,4	-0,8	-1,2	0,4
	нисход.	0,2	-2,4	-0,8	-1,6	0,2
U0 ВОСХ-U0 НИСХ, V		-0,6	-0,5	0,2	-0,6	-0,1
γВАР, %		-1,2	-1,0	0,4	-1,2	-0,2

Анализ расчета показывает, что данный прибор может быть отнесен к классу точности 2,5. Вариация прибора в каждой оцифрованной точ­ке шкалы не превышает класса точности, что соответствует требованиям ГОСТа.