4. Контрольные вопросы

1. Дайте определение: меры, измерительных преобразователей, электроизмерительных приборов.

2. Какие приборы называются цифровыми, какие аналоговыми?

3. Что такое цена деления?

4. Чем характеризуются электроизмерительные приборы и как они классифицируются?

5. Что называется погрешностью измерения, относительной погрешностью, дополнительной погрешностью?

6. Что такое шунт, для чего он служит? Как рассчитать сопротивление шунта?

7. Что такое добавочное сопротивление? Как рассчитать добавочное сопротивление?

8. Сформулируйте первое и второе правила Кирхгофа.

9. Как произвести градуировку шкалы амперметра?

10. Как произвести градуировку шкалы вольтметра?

11. Выведите формулы для оценки дополнительных погрешностей, вызываемых включением в цепь амперметра, вольтметра.

Лабораторная работа № 2

Изучение принципа работы электронно-лучевого осциллографа

Цель работы: изучить устройство и принцип работы электронно-лучевого осциллографа. Научиться рассчитывать амплитуду, период и частоту сигнала по осциллограмме. Научиться определять частоту неизвестного сигнала с помощью фигур Лиссажу.

Приборы и материалы: электронно-лучевой осциллограф, звуковой генератор, универсальный лабораторный стенд, сменная плата.

1. Краткая теория Назначение и принцип работы электронно-лучевого осциллографа

Электронно-лучевой осциллограф (ЭЛО) предназначен для изучения функциональных связей между двумя или несколькими электрическими напряжениями. Принцип работы ЭЛО основан на визуализации следа тонкого электронного луча на люминесцирующем экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Э ЛТ (рис. 2.1) состоит из электронно-лучевой пушки 1, двух пар отклоняющих пластин «Х» и «Y» и люминесцирующего экрана 2.

Электронно-лучевая пушка представляет собой электронно-оптическую систему, формирующую тонкий электронный пучок (электронный луч), который, проходя через отклоняющие пластины «Х» и «Y», отклоняется пропорционально поданным напряжениям и . Результатом этого являются отклонения луча на экране трубки по осям и , пропорциональные соответствующим напряжениям, приложенным к отклоняющим пластинам. Попадая на люминесцирующий экран 2, электронный луч вызывает свечение, которое продолжается в течение облучения, а также и после окончания, в течение времени люминесценции.

При непрерывном изменении во времени и на экране формируется светящаяся траектория, отражающая функциональную зависимость от , называемая осциллограммой.

Чаще всего осциллограмма отражает временную зависимость , при этом в качестве используется линейно растущее во времени напряжение , где – время, – скорость нарастания напряжения.

По такой осциллограмме можно определить полярность, амплитуду и длительность сигнала.

Осциллограф имеет проградуированную в вольтах шкалу по вертикали и в секундах по горизонтали. Это обеспечивает возможность одновременного наблюдения и измерения величины сигнала во времени.

Упрощенная блок-схема осциллографа в режиме исследования временной зависимости сигнала приведена на рис. 2.2.

Исследуемый сигнал А поступает на вход усилителя вертикального отклонения, предназначенного для согласования величины отклонения луча с величиной входного сигнала. Коэффициент усиления усилителя изменяется регулировкой «Вольт/деление».

Горизонтальное перемещение луча создается генератором развертки, который формирует для этой цели пилообразное напряжение Е, время нарастания которого контролируется регулировкой «Время/деление». Кроме того, генератор пилообразного напряжения формирует на время прямого хода импульс подсвета луча F, «открывающий» электронно-лучевую пушку. На время обратного хода электронная пушка «закрывается» и свечения экрана не происходит.

Пилообразное напряжение поступает на вход усилителя горизонтального отклонения, который обеспечивает на выходе два противофазных напряжения, пропорциональных входному, которые подаются на горизонтально отклоняющие пластины. Электронный луч перемещается по экрану с постоянной скоростью, создавая, таким образом, линейную развертку времени. Скорость развертки изменяется регулировкой «Время/деление».

Рис. 2.2.

Для получения стабильного изображения каждая новая развертка должна начинаться с одной и той же точки исследуемого сигнала. Это обеспечивается подачей исследуемого сигнала В с усилителя вертикального отклонения на синхронизатор, который формирует импульс запуска генератора развертки Д в момент, соответствующий выбранной точке сигнала по времени.

Поскольку срабатывание синхронизатора требует определенного времени, то в тракт исследуемого сигнала высокоскоростных осциллографов вводится линия задержки, на которой исследуемый сигнал задерживается на величину времени задержки .

Основные способы исследования переменных напряжений

с помощью осциллографа