2.2.7. Вспомогательные устройства
Калибратор осциллографа по амплитуде. В большинстве современных электронных осциллографов калибровка по напряжению осуществляется при помощи встроенных в прибор источников напряжения. При этом возможны два способа калибровки: а) с помощью встроенных в осциллограф вольтметров и б) с использованием стабильных источников напряжения с известной амплитудой.
В первом случае в осциллографе имеется вольтметр переменного тока и схема ступенчатого и плавного регулирования напряжения.
Погрешность
измерения амплитуды сигнала в первом
случае будет зависеть от погрешности
вольтметра схемы в,
погрешности установки равенства амплитуд
отклонения луча трубки исследуемым и
калибровочным напряжением
и
частотной погрешности калибровки f.
Последняя возникает из-за того, что
калибровочный сигнал имеет фиксированную
частоту, отличающуюся от частоты
исследуемого сигнала, и вследствие
неравномерности частотной характеристики
усилителей осциллографа.
Предельное значение погрешности этого метода можно определить из соотношения
.
(2.18)
Значение частотной погрешности можно уменьшить, если вводить поправку в измерение амплитуды сигнала по известной частотной характеристике осциллографа.
При калибровке электронного осциллографа с использованием стабилизированного по амплитуде напряжения в схему осциллографа вводится источник стабилизированного напряжения. При помощи делителя напряжения обеспечивается набор фиксированных значений калибровочного напряжения, которые и подаются на вход осциллографа при его калибровке. Если при этом регулятором усиления осциллографа добиться отклонения луча трубки на всю ее шкалу, то шкала трубки будет отградуирована в единицах напряжения. Цена деления шкалы будет зависеть от положения входного делителя У – канала осциллографа. Значение амплитуды измеряемого сигнала Uизм можно определить из соотношения
,
(2.19)
где l – значение изображения амплитуды сигнала, мм
Sном – номинальная чувствительность канала вертикального отклонения, мм/В.
Погрешность измерения амплитуды сигнала таким способом будет зависеть от погрешностей: напряжения источника калибровочного сигнала ∆К, делителя ∆ДК, делителя входного сигнала ∆ДВ установки геометрических размеров изображения сигнала и калибровочного напряжения ∆l и частотной погрешности ∆f.
Предельное значение погрешности измерения в этом случае можно определить из соотношения
.
(2.20)
Для увеличения точности измерения амплитуды входного сигнала в некоторых осциллографах имеется возможность измерения амплитуды компенсационным методом. В этом случае (например, в осциллографе С1-57) предусмотрена возможность смещения изображения сигнала на экране внешним или внутренним источником постоянного напряжения, значения которого определяются по внешнему вольтметру. При измерении амплитуды сигнала сначала совмещают с нулевой линией шкалы нижнюю точку изображения сигнала, а затем верхнюю. Амплитуда измеряемого сигнала в этом случае определится из соотношения
,
(2.21)
где U1, U2, – показания вольтметра при первом и втором измерении;
К – показания делителя У-канала.