 |
6. Сравнить мостовой и резонансный методы измерения
|
|
|
|
6. Сравнить мостовой и резонансный методы измерения
параметров двухполюсников с точки зрения:
· диапазона частот, на которых можно измерять параметры;
· точности измерений;
· быстродействия и удобства в работе
и сделать выводы об их достоинствах и недостатках.
Отчет должен содержать:
1) номер и наименование работы;
2) цель работы;
3) заполненные таблицы с их заголовками;
4) принципиальные схемы мостов постоянного и переменного тока;
5) функциональную схему измерителя добротности;
6) выводы по п. 4.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТМЕТРОВ ПЕРЕМЕННОГО напряжения
Цель работы
1. Изучить принцип действия, устройство и основные метрологические характеристики электронных вольтметров с преобразователями амплитудного (пикового), среднеквадратического и средневыпрямленного значений напряжения.
2. Изучить особенности измерения напряжения сигналов различной формы.
3. Получить практические навыки работы с измерительными приборами.
Исследуемые приборы
Вольтметр переменного напряжения типа В7-15 (или ВУ-15) с амплитудным (пиковым) детектором.
Вольтметр переменного напряжения типа В7-27/А/1 (или В7-16) с преобразователем средневыпрямленного значения.
Вольтметр среднеквадратического значения (измеритель нелинейных искажений типа С6-11 в режиме измерения напряжения).
Вспомогательные приборы и принадлежности
Генератор измерительных сигналов (синусоидальной формы) низкочастотный Г3-109.
Генератор измерительных сигналов (синусоидальной формы) высокочастотный Г4-158.
Генератор прямоугольных импульсов с изменяемым коэффициентом заполнения (вспомогательный генератор).
|
|
|
Электронно-лучевой осциллограф С1-67.
Эталонный резистор с номиналом (1, 00 ± 0, 05) МОм.
Лабораторное задание
1. Исследовать влияние формы сигнала на показания электронных вольтметров с различными типами преобразователей.
2. Оценить входное сопротивление вольтметра В7-27/А/1 (или В7-16) и его влияние на погрешность измерения напряжения.
3. Исследовать влияние параметров входной цепи вольтметра и соединительных проводов на частотный диапазон измерения напряжения с использованием одного из исследуемых вольтметров – самого широкополосного В7-15 (или ВУ-15).
Указание. Количественные характеристики (параметры) переменного периодического напряжения u(t) описываются следующими функционалами:
1. Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения
, (3. 1)
где T - интервал интегрирования. Численное значение Т в вольтметрах имеет порядок (0, 2, …, 1) с. При расчетах среднего значения и других характеристик периодического сигнала в качестве интервала Т удобно взять период сигнала.
2. Максимальное и минимальное значения напряжения
, 
Размах 
. (3. 2)
Пиковое отклонение «вверх» напряжения
. (3. 3)
Пиковое отклонение «вниз» напряжения
. (3. 4)
3. Среднеквадратическое (действующее) значение напряжения
(3. 5)
4. Средневыпрямленное значение напряжения
(3. 6)
В электронных вольтметрах переменного напряжения используют три типа преобразователей:
- преобразователь амплитудного (пикового) значения, выходное напряжение которого пропорционально максимальному значению напряжения измеряемого сигнала Um (пиковому отклонению напряжения «вверх», если анод диода подключен к входу преобразователя или пиковому отклонению напряжения «вниз» - при обратном подключении диода);
|
|
|
- преобразователь среднеквадратического значения (на основе термоэлектрических, диодных, транзисторных или оптронных преобразователей), выходное напряжение которого пропорционально среднеквадратическому (действующему) значению измеренного напряжения Uск;
- преобразователь средневыпрямленного значения, выходное напряжение которого пропорционально среднему значению выпрямленного напряжения Uсв(среднему значению модуля напряжения).
Если у вольтметра закрытый вход, т. е. постоянная составляющая Uсризмеряемого напряжения не проходит на преобразователь, то его показания определяются только переменной составляющей сигнала.
Шкалы электронных вольтметров переменного тока (кроме импульсных) градуируют в среднеквадратических значениях напряжения сигнала синусоидальной формы. Импульсные вольтметры градуируют в амплитудных значениях синусоидального сигнала.
С учетом указанных особенностей показания вольтметров Uшкопределяются формулами, приведенными в табл. 3. 1.
Среднеквадратическое Uск, (пиковое отклонение «вверх») Um и средневыпрямленное значения Uсв связаны между собой так называемыми коэффициентами амплитуды КАи формы КФследующим образом:
Um = KA× Uск; Uск = KФ× Uсв; Um = KA × KФ× Uсв.
Зная результат измерений, то есть значение функционала (табл. 3. 1) для используемого типа преобразователя вольтметра, можно найти неизвестные параметры измеряемого напряжения. Но для этого надо правильно - в соответствии с видом функции u(t), описывающей измеряемый сигнал, выбрать значения коэффициентовKAиKФ. Численные значения этих коэффициентовможно вывести с использованием формул (3. 2), (3. 5) и (3. 6).
Таблица 3. 1
| Тип вольтметра | Показания вольтметра | |
| открытый вход | закрытый вход | |
| Вольтметр постоянного напряжения | 
| ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ |
| Вольтметр с преобразователем среднеквадратического значения | 
| 
|
| Вольтметр с преобразователем средневыпрямленного значения | 
| 
|
| Вольтметр с пиковым (амплитудным) детектором |  
импульсный вольтметр
- исключение из общего правила
градуировки
| 
такой вольтметр
иногда некорректно называют
амплитудным вольтметром
|
|
|
|
|
|
|
