- •Метрология,
- •Оглавление
- •1. Правила техники безопасности при выполнении работ в лаборатории метрологии и электрических измерений
- •Первая помощь пострадавшим от электрического тока
- •2. Указания по подготовке к проведению лабораторных работ
- •Использованные приборы
- •Поверка приборов
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания для выполнения работы
- •Экспериментальные и расчетные данные
- •Контрольные вопросы
- •Измерение активных сопротивлений косвенным методом
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания к выполнению работы
- •Задание
- •Данные эксперимента и расчета
- •Контрольные вопросы
- •Измерение электрического сопротивления прямым методом
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания к выполнению работы
- •Для выполнения второго пункта программы необходимо:
- •Для выполнения третьего пункта программы необходимо:
- •Контрольные вопросы
- •Измерение мощности в электрических цепях
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания для выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Измерение мощности в цепях постоянного тока
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания к выполнению работы
- •Показания приборов и погрешность для схем рис. 2
- •Показания приборов и погрешность для схемы рис. 1а
- •Показания приборов и погрешность для схемы рис. 1б
- •Измерение мощности и параметров электрической цепи однофазного переменного тока
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания по выполнению работы
- •Показания приборов схемы рис. 3 и расчет параметров катушки
- •Показания прибора рх120 схемы рис. 4 и расчет параметров катушки
- •Поверка однофазного индукционного счетчика
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания и составление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Электронный осциллограф
- •Общие сведения
- •Основные технические характеристики электронно-лучевых осциллографов
- •Применение электронно-лучевого осциллографа (эло) при измерении временных параметров
- •Применение эло при измерении амплитудных параметров электрических сигналов
- •Практические указания для выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Градуировка термопреобразователя сопротивления
- •Основные теоретические положения
- •Номинальная статическая характеристика (нсх) для медных термопреобразователей сопротивления тсм
- •Практические указания для выполнения работы
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Компьютерные измерения
- •Основные теоретические положения
- •Практические указания для выполнения работы
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Присвоение класса точности информационно-измерительной системе (иис)
- •Практические указания для выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исходные данные для оценки класса точности прибора
- •Литература
Основные технические характеристики электронно-лучевых осциллографов
ОСЦИЛЛОГРАФ C1-67
Предназначен для визуального наблюдения формы электрических сигналов и измерения их параметров.
Общие параметры:
– Количество лучей (каналов) ЭЛТ – однолучевой;
– Диапазон измеряемых напряжений – 28 мВ – 200 В;
– Диапазон измеряемых интервалов времени – 0,2 мкс – 0,2 с;
– Полоса пропускания – 0 – 10 МГц;
– Погрешность измерения амплитуды сигнала – не более 5 %;
– Погрешность измерения интервалов времени – не более 5 %;
– Ширина линии луча – 0,6 мм:
– Рабочая площадь экрана по горизонтали – 60 мм;
– Рабочая площадь экрана по вертикали – 42 мм;
Параметры канала y:
– Чувствительность – 10 мВ/дел – 20 В/дел
– Входное сопротивление канала – 1 Мом;
– Входная емкость канала – 40 пФ;
Параметры канала x:
– Длительность развертки минимальная – 0,1 мкс/дел;
– Длительность развертки максимальная – 20 мс/дел;
– Амплитуда сигналов внешней синхронизации – 0,5 – 20 В;
– Диапазон частот внешней синхронизации – 5 Гц – 10 МГц;
– Входное сопротивление осциллографа достаточно велико, а входная емкость достаточно мала, что позволяет пренебречь искажением измеряемого сигнала при его подключении к осциллографу.
Осциллографы имеют ручки ступенчатого переключения длительности развертки с указанием цены деления сетки (или частоты развертки) и ручки коэффициента отклонения по оси Y (или коэффициента усиления по вертикали) с ценой деления клетки сетки по вертикали.
Применение электронно-лучевого осциллографа (эло) при измерении временных параметров
К временным параметрам следует отнести период колебаний электрических сигналов, скважность прямоугольных импульсов, длительность импульсов. Зная период колебаний, можно определить частоту электрических колебаний.
Для их определения необходимо подключить на вход Y осциллографа исследуемый сигнал. Пользуясь ручками переключения длительности развертки по оси Х (влияет на масштаб периода видимого сигнала и устойчивость изображения), ручками коэффициента отклонения по оси Y (влияет на масштаб амплитуды видимого изображения на экране), ручками фокусировки (влияет на толщину линии изображения сигнала), ручками яркости (влияет на яркость линии изображения), ручками внутренней или внешней синхронизации изображения (устанавливается изображение неподвижным), добиться устойчивого изображения на экране одного или нескольких периодов колебаний.
Пример измерения периода и частоты гармонических колебаний
Рис. 6. Измерение длительности периода.
Определив по экрану ЭЛО, сколько клеточек NT масштабной сетки помещается в одном периоде Т, и зная цену клеточки (деления) nt по ручке переключения длительности развертки, можем определить длительность периода Т в единицах времени:
Т = NT nt = 16 20 = 320 мс = 0,320 с.
Зная период Т колебаний можно определить частоту колебаний ƒ:
ƒ = 1 / Т = 1 / 0,320 = 3,125 Гц.
Применение эло при измерении амплитудных параметров электрических сигналов
Основным режимом работы электронных осциллографов является режим непрерывной развертки, пригодный для наблюдения любых непрерывных периодических сигналов и последовательностей импульсов с малой скважностью.
В этом режиме генератор развертки формирует периодическое пилообразное напряжение, синхронное с исследуемым сигналом.
Исследуемый сигнал, поданный на вход Y, может вызвать слишком большое или, наоборот, очень малое отклонение луча по вертикали. В этом случае с помощью ручек «Ослабление» или «Усиление» канала Y добиваются требуемого размера изображения на экране ЭЛТ.
Переключатель длительности развертки следует экспериментально установить в такое положение, при котором на экране ЭЛТ будет наблюдаться один или несколько периодов исследуемого сигнала.
Для устойчивости изображения на экране ЭЛТ следует синхронизировать колебания генератора развертки с исследуемым сигналом.
Яркость и фокусировку при этом необходимо отрегулировать так, чтобы изображение исследуемого сигнала было максимально четким.
Непериодические, случайные, импульсы большой скважности, а также однократные сигналы исследуют с помощью линейной ждущей развертки.
Сущность ее заключается в том, что в отсутствие сигнала на входе Y развертывающее напряжение не вырабатывается, генератор развертки «ждет» поступающий на вход Y исследуемый сигнал; при его появлении устройство синхронизации запускает генератор развертки, который вырабатывает одиночный линейно нарастающий импульс напряжения, поступающий на пластины X. Длительность развертки должна соответствовать параметрам исследуемого сигнала. Переход на ждущий режим работы осциллографа осуществляется регулятором «Синхронизация» до появления на экране трубки устойчивого изображения исследуемого сигнала.
Перед измерением амплитуды исследуемого сигнала рекомендуется произвести проверку калибровки чувствительности усилителя канала вертикального отклонения Y с помощью калибратора амплитуды (но он есть не у всех моделей осциллографов). Для этого переключатель ослабления входного аттенюатора устанавливают в положение «Калибровка», а ручку «Усиление» усилителя канала вертикального отклонения – в крайнее правое положение, которое соответствует максимальному усилению. Вертикальный размер калиброванного напряжения на экране ЭЛТ должен соответствовать заданному значению, указанному в паспорте осциллографа.
Измерение амплитуды исследуемого сигнала производят следующим образом.
На вход Y канала вертикального отклонения подается исследуемый сигнал и устанавливается удобный для отсчета размер вертикального отклонения на экране ЭЛТ. Зная цену деления (клеточки) ny по ручке переключения коэффициента усиления по оси Y, количество делений (клеточек) NV, находим амплитудное значение напряжения исследуемого сигнала Umax по формуле:
Umax = NV ny,
а действующее значение для синусоидального тока можно определить по формуле:
U = 0,707Umax.
Поясним сказанное на рис. 7.
Рис. 7. Измерение амплитудных параметров электрических сигналов.
По формуле найдем амплитудное и действующее значения исследуемого сигнала.
Из рисунка определим, что: количество клеточек NV = 6 делений, цена деления ny = 2,0 10 = 20 B/деление, множитель усиления ky = 10, (если множитель не указан следовательно он равен 1) тогда:
Umax = NV ny = 20 6 = 120 В.
Найдем действующее значение для синусоидального тока:
U = 0,707Umax = 0,707 120 = 84,84 В.
Осциллографом можно измерить ток I в нагрузке, если знать сопротивление R нагрузки или электрическую мощность P, потребляемую нагрузкой. Для этого необходимо осциллографом измерить амплитудное значение напряжения Umax на нагрузке. Затем рассчитать действующее значение напряжения U на нагрузке и по закону Ома найти величину тока нагрузки. Мощность рассчитывают по уравнениям P = I2R или P = U2 / R.