LAB_EPSILON_3_Help_1 (Лабораторные работы)
Описание файла
Файл "LAB_EPSILON_3_Help_1" внутри архива находится в папке "laby". Документ из архива "Лабораторные работы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "материалы и элементы электронной техники" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "материалы и элементы электронный техники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "LAB_EPSILON_3_Help_1"
Текст из документа "LAB_EPSILON_3_Help_1"
1
УДК 621.37 ББК 32.842 М 54
Авторы: В.И. Нефедов, В.И. Хахин, В.К. Битюков, Е.В. Федорова, Е.К. Белянина
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. А.В. Прохоров
(Московский государственный технический университет гражданской авиации);
кафедра «Информационных систем и измерительных технологий»
Московского государственного открытого университета
(зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Г.Г. Раннев)
Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов/В.И. Нефедов, М 54 В.И. Хахин, В.К. Битюков и др./Под ред. профессора В.И. Нефедова. — М.: Высш. шк., 2003. — 526 с.: ил.
ISBN 5-06-004427-0
В учебнике рассмотрены основы метрологии, методы и средства измерений электрических величин, а также вопросы стандартизации и сертификации изделий радиоэлектроники. Материал представлен с учетом современных достижений и тенденций развития теории измерений и измерительной техники. Изложение базируется на действующей нормативно-технической документации и рекомендациях международных организаций в области метрологии, стандартизации и сертификации.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Радиотехника», и одноименной специальности. Учебник будет полезен студентам других технических специальностей, а также инженерно-техническим работникам и аспирантам.
УДК 621.37 ББК 32.842
ISBN 5-06-004427-0 © ФГУП «Издательство «Высшая школа», 2003
Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Высшая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия издательства запрещается.
12.4. Резонансные методы измерения параметров элементов
Резонансный метод измерения основывается на настройке в резонанс колебательного контура, составленного из образцового и измеряемого элемен-^в (индуктивностей или емкостей) и определении его резонансной частоты, ^от метод применяется для измерения индуктивностей и емкостей только
361
на высоких частотах, так как в области низких частот резонансные явления проявляются недостаточно резко, что не позволяет получить высокую точность измерения.
С помощью резонансных схем осуществляют измерение путем замещения, при котором один и тот же эффект (например, резонанс на фиксированной частоте) повторяется дважды: первый раз — с измеряемым элементом, второй — с мерой той же физической природы. За результат измерения принимают значение, равное величине меры при резонансе. Резонансные схемы удобны при точных измерениях относительно малых значений индуктивно-стей и взаимной индуктивности, емкостей, тангенсов углов потерь конденсаторов и т.д.
Наиболее универсальным прибором для измерения параметров цепей резонансным методом является куметр (от латинской буквы Q — характеристики добротности катушки индуктивности), в котором основная измерительная цепь — последовательный резонансный контур.
Рис. 12.8 Упрощенная структурная схема куметра.
Упрощенная структурная схема куметра показана на рис. 12.8.
Источником синусоидальных сигналов, подаваемых на последовательный резонансный контур, является генератор тока, нагруженный на малое активное сопротивление Rо ≈ 0,05 Ом. Частота выходных колебаний генератора может изменяться в широких пределах. Уровень входного сигнала необходимо поддерживать постоянным (что контролируется по вольтметру V1).
При измерении индуктивности исследуемую катушку подключают к зажимам 1-2. В этом случае резонансный контур будет образован катушкой измеряемой индуктивности Lx с активными потерями RLx и межвитковой емкостью ее проводов СLx, а также перестраиваемой эталонной емкостью Сэ. Резонанс в контуре на заданной частоте достигается изменением величины емкости Сэ эталонного конденсатора. Состояние резонанса контура определяется по вольтметру V2, отградуированному в значениях добротности Q.
362
Измерение индуктивности Lx с учетом емкости CLx производят на двух резонансных частотах, которые можно вычислить следующим образом:
где Сэ1, и Сэ2 — измеренные эталонные емкости при частотах, ƒp1 и ƒp2 соответственно.
Пусть соотношение частот ƒp1 = K •ƒp2, где коэффициент К — вещественное число. Тогда совместное решение уравнений (12.22) позволяет вычислить ранее неизвестные значения параметров Lx и CLx по формулам:
С помощью куметра можно также определять неизвестные параметры R, С, tgδc, подключая измеряемые резистор или конденсатор к зажимам 3-4.
Погрешности измерения куметром параметров L, С, tgδc, R составляют 1...5 % в зависимости от используемой схемы. Причинами появления этих погрешностей могут являться: нестабильность генератора, наличие в контуре постороннего сопротивления Rо, неточность шкалы конденсатора эталонной емкости Сэ, погрешности измерительных приборов V1, V2, погрешность считывания показаний.
12.5. Цифровые приборы для измерения параметров элементов
Цифровые средства измерения параметров элементов электрических цепей чаще всего используют сочетание аналогового преобразователя, преобразующего определяемый параметр элемента в активную величину, и соответствующего цифрового прибора для измерения этой величины.
Одним из методов измерения сопротивления, индуктивности и емкости является метод прямого преобразования их значений в пропорциональный интервал времени и измерение этого интервала путем заполнения его счетными импульсами. Этот метод измерения называют методом дискретного счета.
Второй способ цифрового измерения параметров элементов использует Уравновешивающее преобразование сопротивления, индуктивности и емкости, основанное на сравнении измеряемой величины с образцовой.
363
ББК32.85
A 72 УДК 621.382
Антипов Б. Л., Сорокин В. С., Терехов В. А.
А 72 Материалы электронной техники: Задачи и вопросы. 3-е изд., стер. / Под ред. В. А. Терехова. — СПб.: Издательство «Лань», 2003. — 208с., ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература).
ISBN 5-8114-0410-7
Рис. 27
Задача 4.3.19*. На рис. 27,а показана электрическая схема колеба-
тельного контура измерителя добротности, где Сх характеризует емкость исследуемого конденсатора, rх —эквивалентное сопротивление
потерь в диэлектрике. В процессе измерений напряжение U1 поддерживается неизменным. С помощью конденсатора Сo контур настраивают в резонанс. Постройте резонансные характеристики колебательного контура при отключенном исследуемом конденсаторе. Как влияют потери в диэлектрике на добротностьконтура и ширкну резонансной кривой U2(Co)? Докажите, что тангенс угла потерь в диэлектрике можно определить по формуле
где C1 — резонансная емкость контура; Q1 и Q2— добротность контура при включенном и отключенном конденсаторах соответственно.
115
Решение
При резонансе в контуре с отключенным конденсатором ωL=l/ωC1. Отсюда Q1 = l/(ωC1Rк), где Rк — активное сопротивление контура.
При подключении исследуемого конденсатора для настройки контура в резонанс необходимо изменить емкость переменного конденсатора С2, причем С1 = С2 + Сх, tgδ=ωrхCх (рис. 27,6). Потери в исследуемом конденсаторе определяются выражением P1= U22ωСх tgδ = U22ω2 rх Сx2.
Измерительную схему на рис. 27,6 можно привести к последовательной эквивалентной схеме (рис.27,в), где Сэ=С1 мощность рассеяния Pэ= U22ω2rэС12 = P1. Отсюда эквивалентное последовательное сопротивление rэ=rх Сx2/C12.
При резонансе контура с подключенным конденсатором
или
Окончательно имеем
Резонансные характеристики читателям предлагается построить самостоятельно.