ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГ І СТРУМІВ Основні значення вимірюваних напруг і струмів

Скачати 0.62 Mb.

Назва	ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГ І СТРУМІВ Основні значення вимірюваних напруг і струмів
Сторінка	2/9
Дата	24.03.2013
Розмір	0.62 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Фізика > Документи

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Контрольні запитання та завдання

1. Дайте математичне визначення середньому, середньо-випрямленому, середньоквадратичному значенням змінної напруги.

2. Чим визначається взаємозв’язок між піковим, середньо-випрямленим і середньоквадратичними значеннями змінної напруги?

3. Запишіть тарувальну характеристику для вимірювальних приладів із закритим входом.

4. Поясніть порядок визначення вимірюваних величин приладами з відкритим входом при вимірюванні змінної напруги складної форми.

5. Назвіть основні методи вимірювання напруги та струму.

6. Чим визначається похибка вимірювання напруги та струму при використанні методу безпосередньої оцінки?

7. Суть методу в порівняння з відомим значенням.

8. Намалюйте узагальнену структурну схему електромеханічного вимірювального приладу.

9. Чому для авометрів вхідний опір нормується в Ом/В?

10. Намалюйте узагальнену схему аналогового електронного вольтметра.

11. Поясніть принцип дії і роботу схеми цифрового електронного вольтметра.

Розділ 4.

ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРМИ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ

4.1. Класифікація та характеристики електронно-променевих осцилографів

Прилади, призначені для візуального спостереження, вимірювання і реєстрації електричних сигналів, називають осцилографами. Осцилографи дістали широкого застосування в різних сферах людської діяльності.

Електронно-променеві осцилографи відносять відповідно з ДСТУ 2681-94 до підгрупи С і за функціональним призначенням ділять на наступні види: С1  універсальні; С2  швидкісні і стробоскопічні; С8  запам’ятовуючі; С9 - спеціальні. Крім того, виділяють осцилографи багатопроменеві, багатоканальні (двоканальні) і цифрові.

В електронно-променевих (електронних) осцилографах для спостереження і вимірювання параметрів сигналу використовують екран електронно-променевої трубки. В основу роботи такого осцилографа покладений принцип керування електронним променем трубки самим досліджуваним сигналом.

Універсальні електронні осцилографи мають більші можливості. Вони дозволяють спостерігати параметри різних сигналів в широкому діапазоні напруг (від часток мілівольт до сотень вольт) і частот (до десятків мегагерц). В універсальних осцилографах досліджуваний сигнал подається через канал вертикального відхилення на вертикальні пластини відхилення, а розгортання зображення здійснюється через пластини горизонтального відхилення за рахунок використання сигналу розгортання.

Швидкісні осцилографи відрізняються від універсальних наявністю вузлів, що забезпечують спостереження імпульсних сигналів наносекундної тривалості. Такими вузлами є: спеціальний генератор розгортання, електронна трубка з вертикальною відхиляючою системою, типу «хвиля, що біжить». Смуга пропускання таких осцилографів складає кілька сотень мегагерц.

Стробоскопічні осцилографи, як і швидкісні, забезпечують спостереження коротких імпульсів (від часток наносекунд до одиниць мікросекунд), однак у цьому випадку не потрібне застосування спеціальних електронно-променевих трубок. Ефект досягається за рахунок одержання широкої еквівалентної смуги пропускання (тисячі мегагерц). Зображення досліджуваного імпульсу на екрані електронної трубки стробоскопічного осцилографа здійснюється шляхом дискретизації сигналу. Виробляється зчитування окремих дискретних значень досліджуваного періодичного сигналу — і він відтворюється на екрані у вигляді сукупності крапок, що світяться та утворюють осцилограму.

Запам’ятовуючі осцилографи мають здатність зберігати зображення сигналів протягом тривалого часу і тому зручні для дослідження однократних і рідкоповторюваних сигналів. Такий ефект досягається завдяки застосуванню спеціальних електронно-променевих трубок з накопиченням заряду.

Спеціальні осцилографи призначені для спостереження складних сигналів, наприклад телевізійних.

Багатопроменеві осцилографи на відміну від однопроменевих забезпечують спостереження одночасно декількох процесів. Електронно-променева трубка в таких осцилографах має особливу конструкцію, що складається з декількох електронно-оптичних систем і декількох систем відхилення.

Для одночасного дослідження двох і більше сигналів використовують також багатоканальні осцилографи. У таких осцилографах в тракті вертикального відхилення вмонтований багатоканальний електронний комутатор, що забезпечує одержання зображення декількох сигналів на однопроменевій трубці при послідовній подачі цих сигналів до тракту вертикального відхилення.

Окремі типи і види осцилографів мають свої специфічні характеристики. Разом з тим більшість осцилографів мають загальні характеристики, які дозволяють порівнювати осцилографи між собою і вибирати потрібні для проведення досліджень. Розглянемо основні характеристики осцилографів.

Коефіцієнт відхилення

 параметр, що характеризує підсилювальні властивості каналу вертикального відхилення осцилографа.

визначається відношенням напруги вхідного сигналу

до відхилення променя

, викликаному цією напругою:

. (4.1)

Відхилення променя оцінюється в одиницях довжини або в поділках сітки екрана осцилографа. Універсальні осцилографи мають

від десятків мікровольт до десятків вольт і в поділках шкали (10мкВ/поділ.. ...10 В/поділ). Величину, зворотну

називають чутливістю.

.

Таким чином, якщо

визначає кількість напруги у вольтах, необхідної для відхилення променя на один сантиметр або на одну поділку, то

визначає величину відхилення світної плями в сантиметрах при подачі на вхід напруги величиною 1 В.

Коефіцієнт розгортання

— відношення інтервалу часу

до відхилення променями

, викликаного напругою розгортання за цей час:

. (4.1)

Інакше кажучи, коефіцієнтом розгортання вважаємо час, необхідний для пробігу променем шляху в одну поділку (1 см) уздовж осі

оцінюється відношенням одиниці часу до одиниці довжини або в поділках сітки екрана осцилографа [с/см], [с/поділ].

Звичайно осцилографи мають широкий діапазон зміни коефіцієнта розгортання. Універсальні осцилографи характеризуються коефіцієнтом розгортання від 10 с/см до 10 нс/см.

Замість коефіцієнта розгортання, часто використовують поняття «швидкість розгортання»:

В універсальних осцилографах швидкість розгортання змінюється від одиниць сантиметрів до десятків кілометрів в секунду.

Вхідний опір

осцилографа вносить додаткову похибку вимірювання. Щоб похибка була досить мала, необхідно забезпечити, щоб

було значно більше вихідного опору джерела сигналу

. Звичайно

.

Вхідна ємність осцилографа

. Як і

, вхідна ємність вносить додаткову похибку.

і вихідний опір джерела сигналу

утворюють ланцюг з постійної часу

, що подовжує фронт сигналу

до

. (4.3)

Вхідна ємність осцилографа досягає 40...50 пФ, а із з’єднувальним кабелем перевищує 100 пФ.

Смуга пропускання — діапазон частот, у межах якого коефіцієнт відхилення

змінюється не більше ніж на 3 дБ

щодо його значення на деякій середній частоті. Для універсальних осцилографів верхня частота досягає десятків мегагерц, а для швидкісних - сотень мегагерц.

Варто мати на увазі, що при малому коефіцієнті відхилення

і нижче) і широкій смузі пропускання росте рівень шумів, що затрудняє вивчення слабких сигналів.

Перехідна характеристика (ПХ) — це зміна миттєвих значень напруг у часі при подачі на вхід стрибка напруги.

Рис. 4.1 .Перехідна функція
Основні параметри перехідної характеристики показані на рис. 4.1. На рисунку (ПХ):

— час наростання, ПХ — це проміжок часу, при якому сигнал наростає від 0,1 до 0,9 сталого значення;

— час встановлення ПХ — це проміжок часу, при якому сигнал наростає від 0,1 до сталого значення;

— висота (амплітуда) викиду ПХ.

Параметри ПХ взаємно пов’язані зі смугою пропускання КВВ, зокрема, вважається, що

,

де

— верхня частота смуги пропускання, МГц;

— час наростання ПХ, нс.

При дослідженні імпульсних сигналів рекомендується дотримуватись конкретних співвідношень між тривалістю фронту імпульсу

і часом наростання ПХ

: для трикутного імпульсу —

; для дзвіноподібного — не менше 5; для трапецеїдального, синусоїдального і синусоквадратичного — не менше 3 [55]. Похибка вимірювання амплітуди і тривалості при цьому не перевищує 2 %.

При дослідженні прямокутних або трапецеїдальних імпульсів тривалість їхнього фронту може бути порівняна з часом наростання ПХ, тоді виміряна тривалість фронту

містить у собі і час наростання

, який варто виключити:

(4.4)

Крім розглянутих характеристик, осцилографи можуть характеризуватися деякими додатковими параметрами: похибкою вимірювання напруги, похибкою вимірювання часових інтервалів, похибкою коефіцієнтів відхилення, похибкою коефіцієнтів розгортання, межами переміщення променя по горизонталі, межами переміщення променя по вертикалі, шириною лінії променя, допустимої підсумкової величини постійної і змінної напруг на закритих входах, похибкою калібраторів часових інтервалів і калібраторів амплітуди та ін.

Залежно від кількісних значень окремих характеристик осцилографи поділяють на чотири класи. Основними характеристиками, що визначають клас осцилографа, є: основна похибка вимірювання напруги, основна похибка коефіцієнта відхилення, основна похибка вимірювання часових інтервалів, основна похибка коефіцієнта розгортання. Так, основна похибка вимірювання напруги і основна похибка вимірювання часових інтервалів для осцилографів класу точності 1, 2, 3, 4 складає 3, 5, 10 і 12 % відповідно. Основні похибки коефіцієнтів розгортання і відхилення для зазначених класів точності осцилографів є також однаковими і дорівнюють 2,5; 4; 8; 10 % відповідно.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Схожі:

Тема Кількість годин Технічне обслуговування і ремонт електричних машин змінного та постійного струмів	Тема Кількість годин Технічне обслуговування і ремонт електричних машин змінного та постійного струмів
РОБОТА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ОСОБЛИВИХ НАВАНТАЖЕНЬ РОЗДІЛ... Основна причина землетрусів – розрядка внутрішніх напруг Землі. Виявляються землетруси, головним чином, в зонах активних рухів земної...	Уроку: узагальнити та систематизувати знання учнів з теми Обладнання: стенди «Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва» і «Електрохімічний ряд напруг металів», речовини хлорид...
2. Опис. Змістові модулі Прилади. Загальні відомості, терміни і поняття в колах постійного струму. Електричні кола з одним джерелом живлення, послідовне,...	Величини та їх вимірювання. Довжина. Одиниці вимірювання довжини. Сантиметр Мета. Познайомити учнів з поняттями: величина, вимірювання величин, одиниця вимірювання (мірка); встановити з учнями загальний
УРОК 37. ВИДИ КУТІВ. ВИМІРЮВАННЯ КУТІВ Мета Мета. Ознайомити учнів з одиницею вимірювання кутів, з будовою транспортира та правилами користування ним; зі змістом властивостей...	УРОК 39. ВИДИ КУТІВ. ВИМІРЮВАННЯ КУТІВ Мета. Систематизувати знання... Запишіть, використовуючи позначення: градусна міра кута МОК дорівнює 35° [кута АВС дорівнює 25°]
Питання щодо підготовки до здачі екзамену з дисципліни "РАДІОВИМІРЮВАННЯ"... Вимірювання коефіцієнта амплітудної модуляції амплітудномодульованного (AM) сигналу	ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ Загальні відомості У багатьох галузях науки і техніки вимірювання частоти електромагнітних коливань є одним з найпоширеніших видів вимірювань

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання