Навигация по странице:
|
РабТетАТП. Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по дисциплине Электротехнические измерения
Контрольные вопросы.
Измерительный механизм какой системы применяется в комбинированных приборах?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Как расширяются пределы измерения по току и напряжению в комбинированных приборах?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа 12
Измерение параметров сигнала осциллографом
Цель работы: Изучить структурную схему электронно-лучевого осциллографа и научиться использовать его для измерения электрических величин.
Необходимо знать:
структурную схему электронно-лучевого осциллографа;
устройство электронно-лучевой трубки;
назначение органов управление лучом.
Необходимо уметь:
настраивать осциллограф для измерения параметров электрических сигналов;
измерять электронным осциллографом напряжения, частоту, фазовый сдвиг между двумя синусоидальными напряжениями.
Пояснение к работе.
Электронно-лучевой осциллограф (ЭЛО) – это измерительный прибор, предназначенный для наблюдения и исследования электрических процессов, а также для измерения ряда их параметров: максимального и мгновенного значения напряжений и токов, длительности импульсов, частоты и фазы периодических колебаний и других параметров. По количеству исследуемых сигналов ЭЛО подразделяют на одно-, двух- и многолучевые.
Мгновенное напряжение в любой временной точке, в том числе и амплитудное, определяют как произведение числа делений отклонения луча по вертикали на установленный коэффициент отклонения. Так , на осциллограмме периодического сигнала (рисунок 12.1.) размеры на вертикали в точках А и Б соответственно равны 2 делениям и 2,3 деления, то при включенном внешнем делителе с коэффициентом деления 1:10 и коэффициенте отклонения, равном, например 0,5 В/дел, искомые напряжения соответственно составят 2*0,5*10=10В и 2,3*0,5*10=11,5 В
Рисунок 12.1. Осциллограмма периодического сигнала.
Временные интервалы определяют как произведение соответствующего числа делений по горизонтали между двумя временными точками на установленный переключателем длительности «ms/дел», «мs/дел» коэффициент развертки. Период сигнала, показанного на рисунке 12.1., при коэффициенте развертки, равном, например, 50 мкс/дел, составит 5*50 = 250 мкс, а частота – 1/250*10-6 = 4000 Гц.
Угол сдвига фаз между двумя периодическими напряжениями определяют методом линейной развертки. При применении двулучевого осциллографа на экране создается изображение двух напряжений (рисунок 12.2), фазовый сдвиг х между которыми надо измерить. По измеренным отрезкам аb и ас вычисляется:
х = (12.1)
Рисунок 12.2. Измерение фазы методом линейной развертки.
Задание.
Предварительная подготовка:
изучить методические рекомендации по проведению работы ;
-
изучить структурную схему осциллографа и назначение ручек управления;
зарисовать структуру электронно-лучевой трубки и изучить назначение отдельных элементов;
подготовить ответы на контрольные вопросы.
Порядок выполнения работы.
Подобрать приборы и оборудование для проведения работы.
Источник переменного напряжения, 120В – 1 шт.
Резистор, 1 кОм – 1 шт.
Конденсатор, 1 мкФ – 1 шт.
Осциллограф – 1 шт.
Собрать схему и показать ее преподавателю.
Электрическая схема представлена на рисунке 12.3.
Рисунок 12.3. Электрическая схема.
Включить цепь под U и произвести настройку осциллографа, для чего двойным щелчком мыши по уменьшенному изображению открыть изображение передней панели управления информационными полями и экраном.
Настройка осциллографа производится при помощи полей управления, расположенных на панели управления.
4.1 Управление масштабом времени (TIME BASE):
установить масштаб времени – 5,00 ms/div
-
С помощью кнопок ; расположенных в поле строки Х POS, можно дискретно сдвигать начало осциллограммы по горизонтальной оси, установить Хpos - 3,40
Задать вид зависимости отображаемых сигналов, нажать на кнопку Y/T, при этом по вертикальной оси откладывается напряжение, по горизонтальной оси – время.
4.2. Управление каналами А и В
установить масштабы оси напряжения канала А 100V/Div, канала В 100V/Div
установить Ypos – 0.00
нажать на кнопку АС
4.3 Управление синхронизацией (Trigger)
включить режим Edge
установить уровень поля 0,00
включить автоматический режим (Auto) запуска осциллограммы
5. Провести измерения параметров сигнала осциллографом:
5.1 Измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы (Um), для чего нажать на клавишу ZOOM (Expand) на панели простой модели и открыть окно расширенной модели осциллографа. На экране расположены два курсора, обозначаемые 1 и 2, при помощи которых можно измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этого перетащите мышью курсоры за треугольники в их верхней части в требуемое положение. Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммами отображаются на левом табло, координаты второго курсора - на среднем табло.
5.2 По амплитудному напряжению U1m, и U2m вычислить действующее значение напряжения U и UR по формуле:
U=; (12.2) UR=. (12.3)
5.3 Рассчитать действующее значение тока по формуле:
(12.4)
6. Измерить временной интервал периода сигналов Т, для чего курсор 1 установить в начале периода синусоиды сигнала А, а курсор 2 в конце периода синусоиды сигнала А (ноль напряжения). Результат измерения временного интервала периода Т=(Т2 – Т1)1 отображен на правом табло. Записать результат в таблицу 12.1.
7.Рассчитать частоту сигналов по формуле:
, (12.5)
где Т- время периода сигнала.
8.Измерить угол сдвига фаз между напряжением UR, повторяющим кривую тока I и напряжением цепи U, для чего курсор 1 выставить на ноль тока, а курсор 2- на ноль напряжения. Временной сдвиг между током и напряжением отображен на правом табло tx=(Т2 – Т1)2. Результат измерения записать в таблицу 12.1.
9.Вычислить фазовый сдвиг по формуле:
(12.6)
где Т – время периода сигналов
Результаты измерений и расчеты записать в таблицу 12.1.
Таблица 12.1- Опытные и расчетные данные
Измерено
|
Вычислено
|
U1m
|
U2m
|
T=(Т2-Т1)1
|
tx=(T2-T1)2
|
U
|
UR
|
I
|
f
|
|
В
|
В
|
с
|
с
|
В
|
В
|
А
|
Гц
|
град
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.Зарисовать осциллограммы исследуемых напряжений
Контрольные вопросы.
Каково назначение электронного осциллографа?
Составные части осциллографа и их назначение?
-
Как измерить электронным осциллографом напряжение, период и частоту исследуемого сигнала?
|
|
|