- •Влияние формы сигнала на показания вольтметра
- •"Метрология и измерения"
- •Влияние формы сигнала на показания вольтметра
- •Цель занятия
- •Литература
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самопроверки
- •Приборы, оборудование и документация
- •Указание мер безопасности
- •Порядок выполнения работы
- •Соддержание отчета
- •Содержание зачета
- •Контрольные вопросы
- •Методические указания
- •Параметры переменных сигналов
- •Влияние формы измеряемого напряжения на показания приборов
Соддержание отчета
Наименование и цель лабораторной работы.
Перечень приборов и устройств, использовавшихся при выполнении лабораторной работы.
Структурная схема одного из исследуемых вольтметров.
Таблица с расчетными и экспериментальными данными.
Выводы по работе.
Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).
Содержание зачета
Учащийся должен знать:
Как влияет форма сигнала на показания вольтметров.
Формулы ( ), формулы коэффициентов, обеспечивающих взаимосвязь параметров переменного напряжения.
Учащийся должен уметь:
Работать с вольтметрами различного типа.
Применять формулы перерасчета из одних значений переменного напряжения в другие при различных формах исследуемых сигналов.
Контрольные вопросы
Укажите какой из представленных вольтметров имеет:
закрытый вход и линейный двухполупериодный детектор?
открытый вход с однополупернодным линейным детектором ?
Объясните принципы действия электронного вольтметра:
средневыпрямленных значений напряжения;
среднеквадратичных значений напряжения.
Поясните принцип действия амплитудного преобразователя с открытым и закрытым входом.
Поясните работу электронного вольтметра среднеквадратических значений с термоэлектрическим преобразователем.
Почему отличаются показания вольтметров В8-38 и В7-26 при измерении одного и того же сигнала?
Методические указания
Параметры переменных сигналов
Переменное напряжение характеризуется следующими основными параметрами: средним, амплитудным, средневыпрямленным и среднеквадратическим (называемым также иногда действующим или эффективным) значениями.
Среднее значение напряжения за период называется постоянной составляющей:
Амплитудное (пиковое) значение - наибольшее мгновенное значение сигнала за период.
Средневыпрямленное значение - это среднее значение модуля сигнала после двухполупериодного выпрямления:
Амплитудное, средневыпрямленное и среднеквадратическое значение сигнала связаны между собой коэффициентами формы и амплитуды.
Коэффициентом амплитуды называют отношение:
Коэффициент формы кривой напряжения:
Влияние формы измеряемого напряжения на показания приборов
Вольтметры переменного напряжения, как правило, градуируются в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения независимо от схемы используемого в приборе детектора.
Рассмотрим случай измерения вольтметрами с различным типом детектора гармонического (синусоидального) напряжения.
Пример: Синусоидальное напряжение подается на вольтметры: средневыпрямленного значения с одно- и двух- полупериодным выпрямителем амплитудного, среднеквадратического значения напряжения. Все вольтметры должны показать среднеквадратическое значение синусоидального напряжения:
где - показания прибора.
Однако напряжение этого значения происходит по-разному.
Амплитудный вольтметр, имеющий пиковый детектор, реагирует на амплитуду измеряемого сигнала макс.
Для того, чтобы показания были равны среднеквадратическому значению, при градуировке вольтметра вводится коэффициент амплитуды:
Тогда показания вольтметра:
Вольтметр средневыпрямленных значений с двухполупериодным выпрямителем реагирует на средневыпрямленное значение:
Для того чтобы прибор показывал среднеквадратическое значение измеряемого синусоидального напряжения, при градуировке такого типа вольтметра вводится коэффициент формы, равный I, II. Тогда показания вольтметра будут:
Вольтметр, средневыпрямленных значений с однололупериодным линейным детектором:
т.е. вдвое меньше, но коэффициент формы вдвое больше, я потому показания прибора:
Вольтметр среднеквадратических значений реагирует на среднеквадратические значения сигнала, градуируется также в среднеквадратических значениях сигнала.
Eго показания А = 10 В
При измерении напряжений несинусоидальной формы алгоритм получения отсчета для каждого типа вольтметра остаётся тем же, т.е. вольтметры в зависимости от типа детектора реагируют на то или иное значение измеряемого сигнала, а отсчет на шкале получается с учетом заложенного в них коэффициента градуировки. Очевидно лишь показание квадратических вольтметров будут соответствовать среднеквадратическому значению измеряемого несинусоидального сигнала.
Рисунок 1. Схема включения измерительных приборов.
Таблица 1 - Результаты выполнения задания 1
Форма сигнала |
По осциллографу |
|
В3-38 |
В3-36 |
В7-26 |
|
Теоретический расчет |
|
|
|
|
Экспериментальный расчет |
|
|
|
|
|
|
Теоретический расчет |
|
|
|
|
Экспериментальный расчет |
|
|
|
|
|
|
Теоретический расчет |
|
|
|
|
Экспериментальный расчет |
|
|
|
|
|
|
Теоретический расчет |
|
|
|
|
Экспериментальный расчет |
|
|
|
|
|
Примечание – периоды сигналов между собой равны |
Составитель М.И. Семененко
В.М. Зеленя
Издание утверждено на заседании кафедры ТКС
__.__.20__ г., протокол №__
Зав. Кафедрой ____________ ______________