Вариант 12.

Цель работы: изучение методов измерения различных значений токов для сигналов сложной формы аналоговыми измерительными приборами непосредственно и с преобразователями.

Программа работы.

1. Используя пакет “Electronics Workbench” реализовал блок-схему измерения тока измерителями действующего значения переменного тока и среднего значения.

Произвел следующие установки режимов измерительных приборов приборов:

• Частота сигнала генератора – 1 кГц;

• Режим развертки осциллографа 0,2 мс/дел.;

• Режим работы канала Y - DC с масштабом 50 В/дел.;

• Внутренние сопротивления измерителей тока 0,1 Ом;

• Значение сопротивления резистора R – 10 кОм;

• Значение амплитуды сигнала U_m – 142 В.

а) Установил на генераторе режим синусоидального сигнала без постоянной составляющей с амплитудой сигнала U_m = 142 В.

Т.к. отсутствует постоянная составляющая тока, показание амперметра DC равно 0.

Показание амперметра АС сравним с расчетными :

где мгновенное значение тока, протекающего через резистор R.

б) Установим на генераторе режим синусоидального сигнала с постоянной составляющей U_см = 71 В.

I_АС=10 мА,

I_DC=7,1мА.

Показания амперметра DC определим расчетным путем по формуле , учитывая, что мгновенное значение тока будет состоять из переменной и постоянной составляющей.

.

По показаниям амперметров действующего значения и среднего значения определим полное действующее значение тока в цепи :

.

в) Установим на генераторе режим прямоугольных импульсов со скважностью 50% постоянной составляющей U_см = 71 В и амплитудой сигнала равной 71 В.

I_АС =7,1мВ,

I_DC= 7,1мВ

Показания амперметров АС различаются из-за различных режимов импульсов.

Показания амперметров DC равны по причине равенства амплитудного значения напряжения.

г) Установим на генераторе режим прямоугольных импульсов с относительной длительностью 1%, с амплитудой 71 В и постоянной составляющей U­_см = 71 В. Снимем зависимости показаний амперметров АС и DC при изменении относительной длительности импульса от 1% до 99% .

Полученные данные занесем в таблицу :

Относительная длительность импульса %	Показания амперметров		Полное действующее значение тока, мА
	АС, мА	DC, мА
1	1,41	1,42*10^-3	1,41
11	4,44	1,56	4,71
22	5,88	3,12	6,66
33	6,68	4,69	8,16
44	7,05	6,25	9,42
55	7,06	7,81	10,53
66	6,73	9,37	11,54
77	5,98	10,9	12,43
88	4,61	12,5	13,32
99	1,41	14,1	14,17

По данным таблицы построим графики зависимостей токов амперметров АС и DС, а также полного тока от относительной длительности.

Зависимость тока амперметров АС от относительной длительности.

Зависимость тока амперметров DС от относительной длительности.

Зависимость полного тока от относительной длительности.

Произведем расчет действующего значения переменного тока, постоянной составляющей и полного действующего значения в точках , данные занесем в таблицу.

Относительная длительность импульса %	Показания амперметров		Полное действующее значение тока, мА
	АС, мА	DC, мА
10	4,26	1,42	4,49
50	7,10	7,10	10,04
90	4,26	12,8	13,49

Полученные расчетные данные близки к экспериментальным.

Линейное увеличение показаний амперметра DC объясняется линейным увеличением среднего значения тока за период, т. е. постоянной составляющей переменного тока. Нелинейное изменение показаний амперметра AC объясняется нелинейным изменением действующего значения тока.

Д) Установим на генераторе режим прямоугольных импульсов с относительной длительностью 1% без постоянной составляющей и амплитудой 71 В. После активизации работы схемы снимем показания амперметров АС и DC при изменении относительной длительности импульса от 1% до 99% .

Полученные данные занесем в таблицу:

Относительная длительность импульса %	Показания амперметров		Полное действующее значение тока, мА
	АС, мА	DC, мА
1	1,41	- 6,96	7,10
11	4,44	- 5,54	7,10
22	5,88	- 3,98	7,10
33	6,68	- 2,41	7,10
44	7,05	- 0,85	7,10
55	7,06	0,71	7,10
66	6,73	2,27	7,10
77	5,98	3,83	7,10
88	4,61	5,40	7,10
99	1,41	6,96	7,10

По данным таблицы построим графики зависимостей токов амперметров АС и DС, а также полного тока от относительной длительности.

Зависимость тока амперметров АС от относительной длительности.

Зависимость тока амперметров DС от относительной длительности.

Зависимость полного тока от относительной длительности.

Линейная зависимость показаний DC объясняется тем, что с увеличением длины импульса растет его постоянная составляющая. Неизменность полного действующего значения тока связана с тем, что оно складывается из среднеквадратичного значения переменной и постоянной составляющей, а переменная составляющая растет, пока растет среднее значение тока.