- •Метрология, стандартизация, сертификация
- •Часть 2
- •Введение
- •Лабораторная работа №1: «изучение осциллографа»
- •1.1. Содержание работы:
- •Теоретическая часть
- •1.2. Назначение осциллографа
- •1.3. Принцип действия осциллографа
- •1.4. Структурная схема осциллографа
- •1.5. Принцип работы осциллографа
- •1.6. Синхронизация генератора развертки
- •1.7. Синусоидальная развертка
- •1.8. Измерение параметров сигналов
- •1.9. Калибратор
- •Порядок выполнения работы
- •1.10. Предварительная подготовка осциллографа
- •1.11. Калибровка осциллографа
- •1.12. Измерение параметров синусоидального сигнала
- •1.13. Измерение параметров импульсного сигнала
- •1.14. Получение фигур Лиссажу
- •1.15. Обработка результатов измерений
- •Вопросы для самопроверки
- •Теоретическая часть
- •2.2. Классификация электронных вольтметров
- •2.3. Простейшие сигналы аТиС
- •2.4. Параметры переменного напряжения
- •2.5. Основные принципы построения схем аналоговых электронных вольтметров
- •2.6. Назначение и характеристики используемых приборов
- •Порядок выполнения работы
- •2.7. Предварительная подготовка
- •2.8. Измерение напряжения синусоидальной формы
- •2.9. Измерение напряжения импульсной формы
- •2.10. Обработка результатов измерений
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2. Метрологические характеристики одиночного импульса
- •3.3. Классификация генераторов импульсов
- •3.4. Параметры импульсов прямоугольной формы
- •3.5. Структурная схема генератора импульсов
- •3.6. Конструкция генератора г5-56
- •Теоретическая часть
- •4.2. Общие сведения об измерениях частоты
- •4.3. Метод дискретного счета
- •4.4. Режим измерения частоты
- •4.5. Режим измерения периода
- •4.6. Режим измерения отношения частот двух сигналов
- •4.7. Режим измерения интервалов времени
- •4.8. Оценка погрешностей измерения
- •4.9. Электронно-счетный частотомер ч3-33
- •Порядок выполнения работы
- •4.10. Проверка работоспособности частотомера
- •4.11. Измерение частотно–временных параметров сигналов
- •4.12. Обработка результатов измерений
- •Вопросы для самопроверки
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Содержание
1.6. Синхронизация генератора развертки
Для получения неподвижной осциллограммы необходимо подобрать период (частоту) развертки, равным периоду (частоте) сигнала. В конструкции осциллографа предусматривается такая возможность. Однако простого подбора периода d развертки недостаточно. Поскольку сигнал и напряжение развертки поступают от разных источников, через некоторое время из-за нестабильности генераторов установленное равенство периодов будет нарушено. Решение задачи возможно лишь при синхронизации генератора развертки осциллографа исследуемым сигналом или специально сформированным сигналом, частота которого равна (кратна) частоте исследуемого сигнала (п. 1.4). путем подбора периода генератора развертки и уровня сигнала синхронизации. Этим самым обеспечивается синхронная работа генератора развертки и источника сигнала, т.е. генератор развертки запускается в строго определенное время, соответствующее одной и той же фазе сигнала.
Операции по синхронизации генератора развертки проводятся в три этапа путем подбора периода генератора развертки и уровня сигнала синхронизации. На первом этапе регулятор УРОВЕНЬ (рис. 1.3), расположенный на блоке синхронизации, необходимо повернуть против часовой стрелки до упора. Далее, вращая регулятор СТАБИЛЬНОСТЬ, добиться начального момента срыва изображения. На третьем этапе, поворачивая по часовой стрелке регулятор УРОВЕНЬ, добиться устойчивости осциллограммы на экране ЭЛТ.
1.7. Синусоидальная развертка
Если на отклоняющие пластины Y и X подать соответственно напряжения Uс и Uр синусоидальной формы с одинаковой амплитудой со сдвигом фаз 90 или 270°, то на экране за один период колебаний получится изображение окружности (рис. 1.7).
Моментам времени t0, t1 и т.д. будут соответствовать напряжения сигналов Uc и Uр, отмеченные точками 0, 1, и одноименные точки на экране осциллографа. Таким образом, светящаяся точка будет перемещаться на экране против часовой стрелки, описывая окружность.
Рис. 1.7. Получение фигур Лиссажу
Если на пластины подать напряжения, совпадающие по фазе, то на экране получится изображение прямой линии с наклоном 45°. При сдвиге фаз в 180° – такая же линия, но с наклоном в противоположную сторону. При сдвиге фаз в 45 или 135° на экране получится изображение эллипса, большая ось которого наклонена по отношению к горизонтальной оси.
Изображения на экране осциллографа, получаемые при разных соотношениях фаз и частот исследуемых синусоидальных напряжений, называют фигурами Лиссажу.
По фигуре, полученной на экране, определяют соотношения частот. Допустим, что на экране получена фигура, показанная на рис. 1.8, а.
Рис. 1.8. Фигуры Лиссажу при различных соотношениях частот
Для определения соотношения частот проводят горизонтальную и вертикальную прямые, пересекающие фигуру. При этом через точки пересечения линий самой фигуры эти прямые проходить не должны. Количество точек пересечения линий фигуры с горизонтальной прямой соответствует количеству изменений напряжения Uс, а с вертикальной – количеству изменений напряжения Uр. В данном случае отношение частот 4:6 = 2:3.
Формы некоторых фигур Лиссажу для разных соотношений сдвига фаз а и частот показаны на рис. 1.8, б. По известной частоте одного из сигналов можно определить неизвестную частоту другого сигнала.
С помощью осциллографа можно исследовать многие зависимости – вольтамперные характеристики полупроводниковых приборов, магнитную индукцию, функции напряженности магнитного поля (петли гистерезиса).