- •Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины
- •Содержание
- •Введение
- •Лабораторна робота №1 осциллографические измерения
- •1.1 .Электронно-лучевой осциллограф
- •1.2. Получение осциллограммы исследуемого сигнала
- •1.3. Функциональная схема осциллографа
- •1.4. Измерение параметров гармонического сигнала
- •1.5. Измерение параметров периодического прямоугольного импульсного сигнала
- •1.6. Выполнение лабораторной работы
- •Содержание отчета:
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторна робота №2 измерение постоянного напряжения и силы электрического тока
- •2.1. Теоретические сведения
- •2.1.1. Виды измерительных приборов
- •2.1.2. Вольтметры
- •2.1.5. Классификация погрешности измерений
- •2.2. Погрешности измерения напряжения и тока.
- •2.2.1. Измерение напряжения источника
- •2.2.2. Измерение силы тока
- •2.2.3. Измерение напряжения на участке цепи
- •2.3. Программа работы:
- •2.3.1. Измерение постоянного напряжения (приборами в7-26, щ4313) Измерить эдс источника питания прибором в7-26
- •2.3.2. Измерить эдс источника питания прибором щ4313
- •2.3.3. Измерение силы электрического тока в цепи (прибором щ4313)
- •2.4. Обработка результатов измерений
- •2.4.1. Правила и примеры округления результатов измерений
- •2.4.2. Обработка результатов измерения напряжения
- •3.4. Измерение сопротивлений r1 и r2 косвенным методом
- •Содержание отчета:
- •3.5. Контрольные вопросы:
- •Лабораторна робота №4 обработка результатов многократных равноточных наблюдений при прямых измерениях
- •Теоретические сведения
- •4.2. Порядок выполнения работы
- •2.6 Найти оценку ско среднего арифметического значения .
- •4.3. Содержание отчета:
- •4.3. Контрольные вопросы:
- •Список литературы
1.6. Выполнение лабораторной работы
Подготовка осциллографа к измерениям – калибровка. Измерение параметров калибровочного сигнала
Состав оборудования: осциллограф, кабель.
Включить осциллограф переключателем «Сеть», поставить переключатель синхронизации П2 в положение «Внутр» или «Сеть». Вращая регулировку «Уровень», получить изображение линии развертки. Регулировкой «Смещение Y» установить линию в центре экрана, регулировкой «Смещение X» совместить начало развертки с крайним левым делением шкалы. Регулировками «Яркость» и «Фокус» установить необходимую яркость и четкость изображения линии.
Включить калибратор, поставить положение переключателя П2 в положение «Внутр. синхр.», переключатель П4 в положение «+», переключатель «Вольт/дел.» поставить в такое положение, чтобы изображение сигнала меры по вертикали занимало всю шкалу, а переключатель «Время/ дел.» в положение, при котором на экране виден период колебания сигнала калибратора. Регулируя «Уровень» и «Стабильность», получить осциллограмму (рис. 16). Измерить параметры калибровочного сигнала.
Например.
Сигнал калибратора имеет параметры: Uм = 100 мВ, fм = 2 кГц.
Определяем:
ТМ = 1/2000 Гц =
= 0,5·10-3с = 500 мкс
Рисунок 1.16 – Осциллограмма калибровочного сигнала
По результатам измерений рассчитываем: ;
;
.
Если измеренные значения UМ изм, TМ изм не соответствуют параметрам сигнала меры, то, вращая «верхние части» переключателей «Вольт/дел.» и «Время/дел.», установить их в такие положения, при котором измеренные значения UМ изм и TМ изм будут равны известным параметрам (UМ, TМ) сигнала меры. При калибровке переключатели П1 и ПЗ могут находиться в любом положении, так как постоянная составляющая сигнала калибратора U0 = 0.
После проведения калибровки ручки плавных регулировок «Вольт/дел.» и «Время/дел.» не смещать!
Измерение параметров гармонического сигнала
Состав оборудования: осциллограф, генератор гармонических колебаний (Г3-109), кабель.
Включить генератор ГЗ-109.
Установить рекомендуемые параметры выходного сигнала:
Частота f = (№бр + 100) кГц;
напряжение U = (0,2 ·№бр+2) В,
где №бр – номер бригады.
Рассчитать Т.
Выход ( ) генератора ГЗ-109 соединить кабелем со «ВходомY» осциллографа. Режим синхронизации - «Внутр.». Положение переключателей П1 и ПЗ – любое. Получить устойчивое изображение исследуемого сигнала. Для этого сначала провернуть ручки «Уровень» и «Стабильность» вправо (по часовой стрелке) до упора. Если на экране изображение неустойчиво, то необходимо вращать регулировку «Стабильность» влево (против часовой стрелки) до момента исчезновения изображения, а затем поворотом ручки «Уровень» получить осциллограмму.
С помощью переключателей «Вольт/дел.» и «Время/дел.» получить на экране изображение одного периода колебаний (рис. 1.17).
Установить на генераторе Г3-109: f = (10·№бр+ 100) Гц, U = (0,1·№бр+ 1) В. Выполнить измерения параметров гармонического сигнала.
Определяем значения:
Ку=….( переключатель «Вольт/дел.»:
по насечке)
Кх=…. (переключатель «Время/дел.»)
ly=….(количество делений, занимаемых измеряемым параметром вдоль оси у)
lx=…. (количество делений, занимаемых измеряемым параметром вдоль оси х)
Рисунок 1.17 – Осциллограмма гармонического сигнала
Измеренные параметры гармонического сигнала рассчитываем по формулам:
, , .
Установить на генераторе Г3-109: f = (10·№бр+ 100) Гц, U = (0,1·№бр+ 1) В.
Измерить параметры гармонического сигнала.
Измерение параметров периодической последовательности импульсных сигналов
Состав оборудования: осциллограф, генератор Г5-54, 2 кабеля.
Не включая генератор, установить на нем параметры импульсного сигнала, рассчитав их по формулам: длительность импульса τu = (2·№бр + 2) мкс, время задержки tз = (0,1·№бр + 1) мкс, частота генератора , выбрав период повторения импульсов Т=(3….4) τu.
Включить генератор, установить амплитуду выходного сигнала Um = (0,2·№бр + 2) В и положительную полярность. Выходной сигнал 2-го канала генератора подать на «вход Y» осциллографа. Установить переключатель П2 в положение «Внутр.», переключатель П4 в положение «+», переключатель П1 в положение «~», переключатель «Вольт/дел.» в положение, при котором изображение по вертикали будет на весь экран. Ручками «Уровень» и «Стабильность» добиться устойчивого изображения на экране. Изменяя положение переключателя «Время/дел.» и регулировки «Уровень», получить на экране изображение фронта сигнала (рис. 1.18 а). Выполнить измерение фронта .
Поставить переключатель П4 в положение «-» и изменяя «Уровень» получить изображение заднего фронта сигнала (рис. 1.18 б). Выполнить измерение длительности фронта .
Поставить переключатель П4 в положение «+», изменяя «Уровень» и положение переключателя «Время/дел.», получить изображение импульса (рис. 1.18 в). Измерить амплитуду импульса Um и длительность .
Изменить положение переключателя «Время/дел.» так, чтобы на экране получить изображение одного периода колебаний (рис. 1.18 г). Измерить период T и определить частоту f. Измерить постоянную составляющую U0. Для этого переключатель П1 поставить в положение «~». Смещение сигнала на экране при переключении П1 из положения «~» в положение «~» определяет значение U0. Для получения больших значений lx (рис. 1.18 д) необходимо уменьшить значение Ку переключателем «Вольт/дел.».
При измерении времени задержки tз переключатель П2 поставить в положение «Внешн.». Выходной сигнал 1-го канала (канал синхроимпульсов) генератора Г5-54 подать на вход осциллографа в гнездо «Внешн.». Переключатель П4 поставить в положение «+». Вращением ручки «Уровень» добиться появления на экране линии развертки. (При снятии сигнала внешней синхронизации изображение линии развертки должно пропадать).
Сигнал 2-го канала генератора (исследуемый импульсный сигнал) подать на «Вход Y». Переключатель «Время/дел.» установить в такое положение, чтобы на экране получить изображение (рис. 1.18 е).
Измерить время задержки τз сигнала второго канала генератора по отношению к сигналу 1-го канала генератора.
Рисунок 1.18 – Изображения осциллограмм при измерении параметров периодического импульсного сигнала
По результатам выполнения лабораторной работы студент оформляет протокол, содержащий рисунки осциллограмм, по которым проводились измерения, результаты измерений с указанием измеренных параметров на осциллограммах, положение переключателей при снятии каждой осциллограммы (режим синхронизации, полярность синхронизации, вход открыт или закрыт, значения Ку и Кх), а также схематическое изображение передней панели управления с указанием органов управления осциллографом.
Студент должен знать функциональную и метрологическую схему осциллографа, назначение органов регулировки и управления, уметь выбрать необходимый режим работы и практически проводить измерения амплитудных и временных параметров сигналов.