Метрология_ЛР2(5)_Подготовка

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра информационно-измерительных систем и технологий

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Метрология»

Тема: Динамический режим средств измерений

Студенты гр. 1585		Левшин С.Ю.
		Хватов А.В.
Преподаватель		Царёва А.В.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы: Изучение динамического режима средств измерений.

Основные теоретические положения

Динамический режим средств измерений возникает в случае значительного влияния на результаты измерения изменения входного сигнала. Важными факторами являются характер изменения сигнала – его динамические свойства; и «скорость реакции» средства измерений (СИ) на входное воздействие – динамические характеристики этого СИ. При анализе динамического режима СИ сопоставляют реакцию идеальных и реальных СИ на одинаковые входные воздействия.

Динамическая погрешность по выходу реального средства измерений:

(1)

где – входной сигнал реального СИ; – выходной сигнал реального СИ.

Схема установки и принцип её работы

Рисунок 1 – Структурная схема лабораторной установки

Структурная схема лабораторной установки представлена на рис. 1, где ЭЛО – двухканальный электронно-лучевой осциллограф; приборы, установленные на вертикальном стенде: ГС – генератор сигналов прямоугольной, синусоидальной и треугольной формы; ЦВ1 и ЦВ2 – цифровые вольтметры; ЦЧ – цифровой частотомер; устройства, встроенные в горизонтальный пульт (на схеме обведены штриховой линией): ФНЧ – фильтр нижних частот (объект исследования), УВХ1 и УВХ2 – устройства выборки и хранения мгновенных значений напряжений входного и выходного сигналов ФНЧ соответственно, блок синхронизации («Синхронизация»), блок управления выборкой («Управление выборкой»).

Лабораторная установка позволяет одновременно наблюдать входные и выходные сигналы объекта исследования и измерять мгновенные значения напряжения этих сигналов в определенные моменты времени. Выходные сигналы ГС используются как испытательные сигналы для ФНЧ. Вид сигналов, их частота и амплитуда определяются заданием. Для визуального наблюдения входного и выходного сигналов ФНЧ эти сигналы подаются соответственно на входы Y1 и Y2 двухканального осциллографа. Для запуска развертки блоком «Синхронизация» вырабатывается импульс синхронизации, который подается на вход «Вн. синхр» осциллографа и запускает генератор развертки. Измерение сигналов проводят в некоторые дискретные моменты времени. Точки измерения выбираются из соображений возможности восстановления непрерывных кривых сигналов. Момент времени измерения определяется импульсом управления выборкой, который вырабатывается блоком «Управление выборкой» с некоторой временной задержкой  относительно импульса синхронизации, значение которой (  var) регулируется вручную на пульте управления. Для визуального наблюдения положения импульса на экране осциллографа этот импульс подается на вход Z осциллографа и запирает электронный луч, что наблюдается в виде «пробела» на экране. Установленное время задержки  измеряют цифровым частотомером ЦЧ в режиме измерения временного интервала при старт-стопном запуске. Измерение мгновенных значений напряжений осуществляется с помощью устройств выборки и хранения УВХ и цифровых вольтметров ЦВ, установленных в цепях входа (УВХ1, ЦВ1) и выхода (УВХ2, ЦВ2) ФНЧ. С приходом импульса управления выборкой в УВХ запоминается текущее мгновенное значение напряжения и сохраняется в течение достаточно большого времени, необходимого для измерения напряжения цифровым вольтметром ЦВ.