ЛР 3.5 Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

Отчёт лабораторной работы №3.5

по метрологии

Тема: “Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа ”

Выполнил

Москва, 200_ г.

Работа №3.5. Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Приобретение навыков измерения параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа. Получение сведений о характеристиках и устройстве электронного осциллографа.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теорией и заданием;

2. Запустить лабораторную работу 3.5 в программном обеспечении LabView;

3. Ознакомиться со стендом измерений и приборами;

4. Измерить с помощью осциллографа амплитуду гармонического напряжения при частоте 10кГц.

5. Измерить с помощью осциллографа период и частоту гармонического напряжения.

6. Измерить с помощью осциллографа угол фазового сдвига

7. Подготовить отчёт

8. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3. СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ИЗМЕРЕНИЯ

При измерении напряжения с помощью осциллографа методом сравнения с мерой, используется разновидность метода, известная как метод замещения. Метод замещения состоит в том, что измеряемая величина замещается известной величиной воспроизводимой мерой (например, встроенным калибратором амплитуды). Напряжение на выходе калибратора, при котором показания осциллографа такие же, как при измерении искомого напряжения, равно измеряемому значению.

При измерении периода и частоты с помощью осциллографа методом сравнения с мерой, используется разновидность метода, называемая методом совпадения. Метод совпадения состоит в том, что разность значений измеряемой величины и величины воспроизводимой мерой (например, встроенным калибратором длительности или образцовым генератором сигналов) определяют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Именно таким образом выполняются измерения методом интерференционных фигур (фигур Лиссажу) и методом круговой развертки.

Измерение угла сдвига фаз методом непосредственной оценки может выполняться способом линейной развертки или способом эллипса (фигур Лиссажу).

В первом случае на экране двухлучевого осциллографа получают изображение кривых и , взаимное расположение которых несет искомую информацию. Значение угла сдвига фаз в градусах вычисляют по формуле:

, где ab и ac длина соответствующих отрезков осциллограммы.

Несколько лучшие результаты могут быть достигнуты при использовании способа эллипса (фигур Лиссажу). При выполнении измерений этим способом одно из напряжений подается на вход канала вертикального, а другое – горизонтального отклонения осциллографа. Генератор линейной развертки при этом выключен.

При использовании способа эллипса угол сдвига фаз можно определить по формуле:

, где h и H длина отрезков на осциллограмме

4. СВЕДЕНИЯ О ХАРАКТИРИСТИКАХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

1. Электронный осциллограф. Служит для измерения параметров и наблюдения электрических сигналов различной формы. Диапазон частот измеряемого напряжения – 0-1 МГц. Значение коэффициента развёртки от 20 мс до 1 мкс. Диапазон амплитуд измеряемого напряжения от 0.05 до 2 В. Осциллограф II класса точности (погрешность 4%)

2. Калибратор фазовых. Служит для формирования калиброванных фазовых сдвигов между гармоническими электрическими сигналами. Диапазон воспроизводимых углов фазового сдвига от 0 до +/- 360 градусов с дискретностью 10 градусов. Диапазон рабочих частот выходных напряжений от 5Гц до 5МГц с шагом 1-2-5 на декаду. Относительная погрешность установки номинальных значений частоты не более 0.05. Среднеквадратическое значение выходных напряжений на нагрузке не менее 500 Ом составляет 1+/-0.1В