Работа - определение параметров элементов радиотехнических цепей с помощью резонансных схем

В работе используют измеритель добротности Е4-11 и циф­ровой измеритель Е7-8. Определяют параметры конденсатора и дросселя. Прибор Е4-11 позволяет измерить действующие значения параметров на рабочей частоте, а цифровым прибо­ром Е7-8 измеряют истинные значения этих же параметров. Работа прибора У4-11 основана на свойствах резонансной схемы см. рис.2.

Рис. 2

При равенстве модулей реактивных сопротивлений катушки и конденсатора возникает резонанс напряжений при котором напряжение на конденсаторе становится максимальным. Т.к. это напряжение прямо пропорционально добротности контура появляется возможность откалибровать измерительный прибор в единицах добротности.

Часть 1. Измерение параметров конденсатора

Измерение действующих значений параметров конденсато­ра проводят методом замещения. В этом методе емкость оце­нивают на основании результатов двух измерений. При прове­дении первого измерения колебательный контур формируют из прилагаемого эталонного дросселя и конденсатора. Конденсатор в свою очередь, состоит из параллельно включенных эталонного конденсатора, находящегося в приборе, емкость которого калибрована, и конденсатора С_х, параметры которого требуется измерить. Контур настраивают в резонанс изменением частоты встроенного в прибор генератора при значении эталонного конденсатора близком к минимальному. При резонансе фиксируют значения образцовой (эталонной) емкости С_обр1, и добротности Q₁.

При выполнении второго измерения колебательный контур формируют только из эталонных элементов. Для этого из из­мерительной схемы исключают конденсатор С_х. Настройку та­кого контура в резонанс осуществляют перестройкой только эта­лонного конденсатора. При резонансе фиксируют С_обр2 и Q₂.

Значение измеряемой емкости С_х находят из выражения

.

Измеренное значение емкости является действующим С_хд, соответствующим частоте f_p, на которой проводились измере­ния.

Истинное значение емкости С_хи измеряется при помощи цифрового измерителя Е7-8. Частота, на которой осуществля­ются измерения в этом приборе, достаточно низкая - 1000 Гц, поэтому результаты измерений считают истинными.

Действующее значение сопротивления потерь R_хд опреде­ляют косвенно по измеренным значениям f_р, С_обр1, Q₁, Q₂ в соответствии с выражениями (5) и (6) (см. ниже). Так как цифровой измеритель Е7-8 показывает истинное значение тан­генса угла потерь , то истинное сопротивление потерь находят по измеренным значениям и С_хи путем вычис­лений с помощью выражений (7) и (8).

Порядок выполнения 1-й части работы

1. Ознакомиться с техническим описанием измерителя доб­ротности Е4-11, нарисовать схему измерения и выписать ос­новные технические данные прибора.

2. В соответствии с инструкцией по эксплуатации подгото­вить прибор к работе и включить его.

3. Измерить прибором Е4-11 действующие значения пара­метров конденсатора. Измерения проводить по методу замеще­ния в два этапа.

3.1. Сначала сформировать контур из образцовой индуктив­ности и встроенного в прибор перестраиваемого эталонного конденсатора с подключением к контуру измеряемого конден­сатора С_хд При первом измерении установить минимальное значение емкости эталонного конденсатора (10 пФ для прибора Е4-11) и добиться резонанса изменением частоты напряжения, подводимого к контуру от встроенного в прибор генератора. Занести в рабочую таблицу, составляемую по образцу табл. 2, значения резонансной частоты f_р, образцовой емкости С_обр1 и добротности Q₁.

3.2. Исключить из контура конденсатор С_х и вновь настро­ить контур на резонанс путем изменения емкости эталонного конденсатора, не изменяя частоты подводимого к контуру на­пряжения. Полученные значения С_обр2 и Q₂ занести в таблицу.

3.3. По выражениям (3) — (6) вычислить измеряемую ем­кость C_хд сопротивление потерь R_хд. Результаты занести в табли­цу.

4. Цифровым измерителем Е7-8 измерить емкость С_хи кон­денсатора и тангенс угла потерь . Результаты измерений занести в таблицу. Используя выражения (7) и (8), вычислить истинное значение сопротивления потерь R_хи и погрешность его определения .

5. Аналитически и графически сопоставить результаты из­мерений и сделать выводы.

6. Пользуясь техническими данными на приборы, определить и занести в эту же таблицу значения всех погрешностей измерений.