Домашнє завдання
1. Вивчити інформацію про вибір засобів та методів вимірювань параметрів елементів електричних кіл, приведених в /І, с. 420-425/.
2. Підготувати в звіті по роботі методики проведення вимірювань згідно лабораторним завданням 2-5.
Лабораторне завдання
1. Ознайомитись зі стендом та комплектуючими приладами. Скласти таблицю метрологічних характеристик приладів, що використовуються в роботі.
2. Виміряти непрямим методом повні опори змінного стругу первинної Z1X та вторинної Z2X обмоток трансформатора. Використовуючи результат п. 2, знайти індуктивності обмоток L1X і L2X, виключивши методичну складову похибки.
Рис. 4.4. Лицьова панель стенда лабораторної роботи № 4
3. Виміряти
індуктивності L1X
та L2X
і добротність Q1X
та Q2X.
Порівняти показ мосту L1X
з розрахованим значенням
.
4. Виміряти еквівалент індуктивності LC і LB відповідно при послідовних згідному та зустрічному включенні обмоток. Розрахувати коефіцієнт взаємоіндукції обмоток М.
5. Виміряти ємність С конденсатора мостом змінного струму. Результати вимірювань та розрахунків за пп. 6-9 занести в табл. 4.1.
6.
Таблиця 4.1 - Експериментальні та розрахункові дані по вимірюванням індуктивностей та ємності
Контрольні питання
1. Приведіть схему та рівняння рівноваги одинарного моста змінногоструму.
2. Приведіть два варіанти запису рівняння рівноваги моста змінного струму.
3. Як знайти взаємну індуктивність двох магнітозв'язаних котушок?
4. Чому вибір схеми моста змінного струму залежить від добротності котушки або tg δ конденсатора?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5 - а
УНІВЕРСАЛЬНИЙ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВИЙ ОСЦИЛОГРАФ (ЕПО)
МЕТА РОБОТИ - зареєструвати форму і виміряти основні параметри електричних сигналів, що досліджуються.
Внаслідок виконання роботи студент повинен
– знати: структурну схему, принцип роботи ЕПО, основні його метрологічні характеристики, фізичну суть основних регуляторів;
– вміти: налагоджувати ЕПО, вимірювати амплітуду та параметри періодичних електричних сигналів, оцінювати похибки вимірювань.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ
Електронно-променевий осцилограф – прилад для візуального спостереження і реєстрації на екрані електронно-променевої трубки (ЕПТ) електричних сигналів та вимірювання їх параметрів.
ВИМІРЮВАННЯ АМПЛІТУДИ ЗМІННОЇ НАПРУГИ І ЧАСОВИХ ІНТЕРВАЛІВ
Методи вимірювання напруги і часових інтервалів, що реалізуються за допомогою ЕПО, є непрямими. По шкалі екрану ЕПО вимірюють геометричні розміри зображення сигналу. Потім, за допомогою масштабних коефіцієнтів відхилення КУ і розгортки КХ, геометричні розміри перераховують у відповідні значення напруги і часу.
Щоб оцінити форму сигналу вимірювання звичайно проводяться при включеному генераторі розгортки.
Максимальне значення напруги можна знайти як
Vmax = КУ∙ІУ,
де ІУ – відхилення променя пропорційне напрузі, виміряне по координатній сітці в лінійних одиницях.
При вимірюванні напруги ручка "V" плавного регулювання коефіцієнта відхилення КУ повинна знаходитися в крайньому правому положенні, а положення ступінчастого перемикача "V/дел." вибирається таким, щоб отримати найбільший розмір зображення в межах робочої частини екрана. Відносну похибку вимірювання напруги можна оцінити за формулою
,
де δКу – основна похибка коефіцієнта відхилення ЕПО;
δВІЗ – візуальна похибка відліку геометричних розмірів дільниці осцилограми, що досліджуються, яка оцінюється за формулою
,
де b – ширина лінії променя, mm;
L – розмір дільниці зображення, що вимірюється на екрані ЕПТ, mm.
Для визначення періоду Т гармонічної напруги або тривалості t1 імпульсу необхідно виміряти тривалість відповідного інтервалу їх в лінійних одиницях по координатній сітці екрана ЕПТ. Для цього зображення дільниці сигналу, то вимірюється, встановлюється в центрі екрана. Перемикач коефіцієнта розгортки KX "Время/дел." встановлюється в таке положення, щоб зображення ІХ, інтервалу tX, що вимірюється, займало максимальний відрізок в межах робочої частини екрана.
Відлік ведеться або по правих, або по лівих краях лінії променя по шкалі. Це дозволяє збільшити точність вимірювань. При цьому ручка "Плавно" регулювальника коефіцієнта розгортки КХ ЕПО повинна бути встановлена в крайньому правому положенні. Виміряний часовий інтервал визначається як
tX = KXIX .
Відносну похибку вимірювань tX можна оцінити за формулою
,
де δtx – основна похибка коефіцієнта розгортки, %.
Значення параметрів δКу, δtx визначається класом точності ЕПО. Наприклад, для універсального осцилографа С1-77 δКу= ±4%, δtx= ±4%.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Вивчити призначення і характеристики універсальних електронно-променевих осцилографів. /І, с. 175-183; 414-418 /.
2. Навести у звіті структурну схему універсального ЕПО і підготуватися до обговорення призначення кожного блоку і функціональних зв'язків між ннми.
ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ
1. Провести випробування працездатності ЕПО, використовуючи сигнал внутрішнього калібратора амплітуди і тривалості.
2. Встановити на виході блоку змінної напруги УИЛС-1 періодичний сигнал з параметрами, заданими керівником. При цьому середньоквадратичне значення напруги вимірювати приладом Щ4313, а форму і параметри сигналу визначати по екрану ЕПО в режимі лінійної розгортки. Представити осцилограми трьох сигналів на одному рисунку.
3. Оцінити похибки вимірювання амплітуди і періоду гармонічного сигналу по характеристикам ЕПО. Результати вимірювань привести в табл. 5.1.
Таблиця 5.1 - Результати вимірювання параметрів періодичних сигналів
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Поясніть призначення і область застосування ЕПО.
2. Поясніть суть основних метрологічних характеристик ЕПО.
3. Для чого потрібна лінія затримки в ЕПО?
4. Поясніть призначення і використання калібратора амплітуди і тривалості.
5. Поясніть роботу ЕПО при лінійній розгортці в режимі внутрішньої її синхронізації
6. Укажіть основні джерела похибок при осцилографічних вимірюваннях.