Порядок выполнения работы. Цель работы.. Порядок выполнения работы.. Методы измерений




Цель работы.

Приобретение навыков измерения параметров периодического напряжения с помощью осциллографа. Получение сведений о характеристиках и устройстве осциллографа.

Порядок выполнения работы.

1. Измерения параметров периодического напряжения в данной лабораторной работе проводятся с использованием двухканального осциллографа С1 – 83.Осциллограф относится ко II классу и имеет толщину линии луча не более 0,8 мм.

2. После включения осциллографа убедиться в его нормальном функционировании путем проверки действия основных органов управления в нижеуказанной последовательности: входные переключатели канала I и канала II установить в положение ~; нажать кнопку «→→»; вывести лини разверток на рабочую часть экрана с помощью ручек «↕» каналов I и II и убедиться в возможности перемещения каждой линии в пределах всего вертикального размера экрана; убедитьсяв возможности совмещения начала и конца рабочей части линий развертки каналов I и II с центром экрана с помощью ручки «↔».Осциллограф готов к проведению измерений через 15 мин после включения.

3. Откалибровать каналы I и II осциллографа.

4. Измерить максимальную величину периодического напряжения:

4.1. Проверить калибровку коэффициентов вертикального отклонения и коэффициента развертки.

4.2. Включить одноканальный режим работы осциллографа, нажав кнопку «I» выбора первого канала.

4.3. Подать сигнал на гнездо входа первого включенного канала.

4.4. Установить переключатель выбора коэффициента вертикального отклонения в такое положение, при котором величина изображения исследуемого сигнала находилась бы в пределах от 3 до 8 делений.

4.5. Ручкой уровень сделатьизображение устойчивым, выбрав при этом синхронизацию от сигнала используемого канала.

4.6. Установить переключатель ВРЕМЯ/дел включенной развертки в положение, при котором на экране наблюдается несколько периодов исследуемого сигнала.

4.7. Установить ручку «↕» включенного канала так, чтобы нижний уровень сигнала совпадал с одной из нижних линий шкалы, а другой находился в верхней части экрана ЭЛТ.Ручкой «↔» горизонтального перемещения луча сместить изображение таким образом, чтобы один из уровней находился на центральной вертикальной линии шкалы.

4.8. Измерить количество делений между крайними точками изображения по вертикальной оси.

4.9. Оставляя неизменной частоту исследуемого сигнала, выполнить измерения для 5 – 6 различных значений напряжения на выходе генератора сигналов.

4.10. Вычислить оценки значений измеренных напряжений, абсолютную и относительную погрешности значений напряжений.

5. Измерить с помощью осциллографа временные параметры импульсного напряжения:

5.1. Проверить калибровку коэффициентов отклонения и развертки.

5.2. Включить двухканальный режим работы осциллографа путем нажатия кнопки «gg». Подать синхроимпульс с выхода генератора сигналов на вход канала I осциллографа, а на вход канала II осциллографа подать сигнал в виде прямоугольных импульсов.

5.3. Нажать на кнопку «I» выбора первого канала. Установить переключатель выбора коэффициента вертикального отклонения КАНАЛА I в такое положение, при котором величина изображения исследуемого сигнала находилась бы в пределах от 3 до 4 делений.

5.4. Ручкой уровень сделать изображение устойчивым, выбрав синхронизацию от сигнала первого канала.

5.5. Установить переключатель ВРЕМЯ/дел включенной развертки в положение, при котором на экране наблюдается один период исследуемого сигнала.

5.6. Установить ручку «2» включенного канала так, чтобы нижний уровень сигнала находился в нижней части экрана ЭЛТ, а другой находился в верхней части экрана ЭЛТ. Ручкой «1 » горизонтального перемещения луча сместить изображение таким образом, чтобы начало развертки совпало со второй вертикальной линией шкалы.

5.7. Нажать на кнопку «II» выбора второго канала. Установить переключатель выбора коэффициента вертикального отклонения КАНАЛА II в такое положение, при котором величина изображения исследуемого сигнала находилась бы в пределах от 3 до 4 делений.

5.8. Нажать кнопку выбора двухканального режима работы осциллографа. Наблюдать два сигнала на экране ЭЛТ (см. рис.1). На экране ЭЛТ должны наблюдаться два сигнала: сигнал синхронизации 1 и исследуемый сигнал 2.

Рис. 1 – Два сигнала на экране ЭЛТ

5.9. Измерить количество делений (задержку) между передними фронтами синхроимпульса и исследуемого импульса.

5.10. Вычислить оценку значения измеренного времени задержки, абсолютную и относительную погрешности времени задержки.

5.11. Включить одноканальный режим работы осциллографа, нажав на кнопку «II».

5.12. Увеличить чувствительность по горизонтальной оси, повернув переключатель «РАЗВЕРТКА» по часовой стрелке до упора.

5.13. Ручкой «1 » горизонтального перемещения луча установить в центр экрана ЭЛТ изображение переднего фронта импульса. Если чувствительности канала горизонтального отклонения недостаточно, ввести множитель 0,2, потянув на себя ручку управления горизонтальным перемещением.

5.14. Измерить количество делений между вертикальными линиями, пересекающими передний фронт на уровнях и . Здесь –амплитуда исследуемого импульса.

5.15. Вычислить оценку значения длительности переднего фронта импульса, абсолютную и относительную погрешности длительности переднего фронта.

5.16. Ручкой «1 » горизонтального перемещения луча установить изображение заднего фронта импульса в центр экрана ЭЛТ.

5.17. Измерить количество делений между вертикальными линиями, пересекающими задний фронт на уровнях и . Здесь – амплитуда исследуемого импульса.

5.18. Вычислить оценку значения длительности заднего фронта импульса, абсолютную и относительную погрешности длительности заднего фронта.

Методы измерений

Осциллографы обладают гораздо более широкими возможностями по сравнению с другими приборами, так как позволяют увидеть форму сигнала и измерить его параметры. Работа осциллографа основана на принципе облучения покрытого люминофором стеклянного экрана пучком электронов. Перемещаясь по экрану под влиянием пластин горизонтального (Х) и вертикального (Y) отклонений, луч вызывает флуоресценцию экрана. Яркость луча регулируется, так что данное устройство подобно телевизионной трубке. Однако в осциллографе по оси Х обычно представляется время, а по оси Y значения исследуемого сигнала и, таким образом, на экране можно наблюдать сигнал как функцию времени.У всех ЭЛТ имеется катод, который испускает пучок электронов (луч). Луч регулируется модулятором (управляющей сеткой), после чего он фокусируется и ускоряется двумя парами пластин, которые могут отклонять его в горизонтальном Х и вертикальном Y направлениях.

Погрешность в воспроизведении формы исследуемого сигнала на экране ЭЛТ будет определяться в первую очередь двумя факторами:

1) точностью, с которой соблюдается отношение пропорциональности между текущим значением исследуемого напряжения и значением управляющего напряжения, приложенного к вертикально отклоняющим пластинам;

2) точностью, с которой соблюдается постоянство скорости луча при его перемещении вдоль горизонтальной оси ЭЛТ.

Для нормирования этих факторов используются такие метрологические характеристики осциллографа, как коэффициент вертикального отклонения Кв и коэффициент развертки Кр.Под коэффициентом вертикального отклонения понимают отношение значения напряжения на входе канала вертикального отклонения к величине вертикального перемещения луча на экране ЭЛТ, произошедшего под воздействием этого напряжения: . Коэффициент отклонения характеризуется диапазоном калиброванных значений и основной погрешностью. Калиброванные значения выбираются из ряда , где . Основная погрешность Кв нормируется в соответствии с классом осциллографа.

Таблица 1

Нормы на метрологические характеристики осциллографа

Параметр Норма для осциллографа класса
I II III IV
Основная погрешность коэффициента вертикального отклонения, % не более 2,5      
Основная погрешность коэффициента развертки, % не более 2,5      

Под коэффициентом разверткиКрпонимают отношение длительности прямого хода Тп луча на экране ЭЛТ к величине произошедшего за время Тп горизонтального перемещения L луча на экране ЭЛТ: . Коэффициент развертки характеризуется диапазоном калиброванных значений и основной погрешностью. Калиброванные значения выбираются из ряда , где . Основная погрешность Кр нормируется в соответствии с классом осциллографа.

Измерения с помощью осциллографа можно проводить методом непосредственной оценки и методом сравнения с мерой.Измерение значения напряжения методом непосредственной оценки сводится к определению Кв, фактически являющегося ценой деления шкалы, и к определению вертикальных размеров изображения h на экране ЭЛТ. Оценка значения измеряемого напряжения Ux получается из соотношения . Осциллографические измерения методом непосредственной оценки являются косвенными измерениями. Следовательно, предел относительной погрешности результатов измерений напряжения можно оценить по формуле .Погрешность коэффициента вертикального отклонения определяется классом осциллографа. Погрешность определения размеров изображения зависит, в первую очередь, от толщины линии луча на экране ЭЛТ. Относительная погрешность отсчета при максимальном размере изображения на экране ЭЛТ будет равна

Измерение периода Т гармонического напряжения методом непосредственной оценки сводится к определению коэффициента развертки Кр, являющегося ценой деления шкалы, и к определению горизонтальных размеров изображения L на экране ЭЛТ. Оценка длительности измеряемого временного интервала производится по формуле . Измерения косвенные, и предел относительной погрешности результатов измерения интервала вычисляется по формуле .



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-09-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: