Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет»
Кафедра общей электротехники
Методика проведения измерений с помощью инструментария multisim
Методические указания к виртуальной лабораторной работе
по курсу «Теоретические основы электротехники»
для студентов специальности 140211 «Электроснабжение»
Составитель В. Н. Матвеев
Рассмотрены и утверждены
на заседании кафедры
Протокол № 4 от 27.12.2007
Рекомендованы к печати
учебно-методической комиссией
по специальности 140211
Протокол № 2 от 14.01.2008
Электронная копия находится
в библиотеке главного корпуса
ГУ КузГТУ
Кемерово 2008
Содержание
Измерения при произвольной форме входного сигнала . 2
1.1. Измерение мгновенных значений напряжения
с помощью осциллографа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Реализация дифференциального входа
с помощью осциллографа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Измерение нескольких напряжений с помощью осциллографа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.4. Измерение мгновенных значений тока с помощью
осциллографа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5. Измерение мгновенных значений мощности . . . . . . . . . 9
1.6. Измерение мгновенных значений энергии,
запасенной в конденсаторе и индуктивности. . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Использование осциллографа в режиме
характериографа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Измерения при наличии гармонического
входного сигнала. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.1. Измерение комплекса напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2. Измерение комплекса тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.3. Измерение комплекса сопротивления. . . . . . . . . . . . . . .17
Порядок выполнения работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Измерения при произвольной форме входного сигнала
1.1. Измерение мгновенных значений напряжения с помощью осциллографа
Наблюдение за изменением мгновенных значений параметров и их измерение производятся в программе Multisim с помощью осциллографа.
На рис. 1 приведена схема для исследования переходного процесса в RC-цепи при включении ее к источнику переменного напряжения с частотой 2 кГц.
Задачей является измерение максимального напряжения на резисторе R во втором периоде осциллограммы тока и начальной точки пересечения тока с осью абсцисс в этом периоде.
Для этого вход канала А осциллографа подключается к незаземленному выводу конденсатора, а верхний правый вывод осциллографа заземляется.
На рис. 1 приведено изображение, получаемое на экране осциллографа, которое совершенно неинформативно.
Рис. 1
Для получения качественного изображения необходимо увеличить цену деления по оси Х и раздвинуть картинку, чтобы вместо сплошного изображения увидеть периодическую кривую.
Учитывая, что период при частоте 2 кГц составляет 500 мкс, выберем цену деления по оси времени такой, чтобы период составлял примерно две клетки. Для этого в поле Timebase осциллографа установим значение этого параметра 200 мкс/дел (µs/Div).
После этого мы получим более информативное изображение, приведенное на рис. 2.
Рис. 2
Поскольку цифровые осциллографы хранят в памяти информацию для всего измеренного ряда мгновенных значений, этапы снятия и обработки информации могут быть разделены.
Для удобства наблюдения и измерений необходимо также изменить масштаб и по оси Y, что показано на рис. 3.
Рис. 3
Для измерений можно воспользоваться двумя курсорами 1 и 2, координаты пересечения которых с исследуемой кривой отображаются на двух табло, расположенных под экраном.
По результатам измерений с помощью этих курсоров можно установить, что максимум напряжения на втором периоде составляет 2,0 В, а время пересечения кривой напряжения с осью абсцисс равно 577,3 мкс.
Эти данные можно фиксировать в текстовом файле, выбрав позицию Save на панели осциллографа. При этом создается файл с тем же именем, что и у файла *.msm, но с расширением *.scp.