Порядок виконання роботи. 3.3.1.Зібрати схему рис. 5, де Г1 - досліджуваний генератор , Ч – частотомір Рис
3.3.1.Зібрати схему рис. 5, де Г1 - досліджуваний генератор , Ч – частотомір
 Рис. 5. За допомогою частотоміра виміряти похибку градуювання досліджуваного генератора на частотах 20 Гц, 200 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц. 3.3.2. Зібрати схему на рис. 3. За допомогою зразкового генератора та осцилографа виміряти за фігурами Ліссажу похибку градуювання досліджуваного генератора на вказаних вище частотах. |
3.3.3. Використовуючи схему з п.3.3.1 виміряти .період імпульсів генератора, запропонованого викладачем. Користуючись технічним описом на ЕЛЧ визначити похибку вимірювання.
3.3.4. Використовуючи схему з попереднього пункту виміряти тривалість імпульсів генератора. Користуючись технічним описом на ЕЛЧ визначити похибку вимірювання.
3.3.5. Результати розрахунків зводять в наступну таблицю :
| Частота досліджуваного генератора | Гц | Гц | 1 кГц | 10 кГц | кГц |
| Покази частотоміра | |||||
| δі | |||||
| Значення частоти, виміряної за допомогою фігур Лісажу | |||||
| δі |
 |
Побудувати графіки
3.4. Запитання до захисту.
3.4.1. Визначити область використання кожного з наведених методів вимірювання частоти.
3.4.2. Перелічити відомі методи вимірювання частоти, не приведені в даній роботі.
3.4.3. Порівняти похибки окремих методів вимірювання частоти.пояснити причину їх виникнення.
3.4.4. Описати, з яких складових складається основна похибка ЕЛЧ, охарактеризувати їх, вказати шляхи їх зменшення.
Лабораторна робота №4
«Електронний осцилограф та його застосування у вимірювальній техніці».
Мета роботи: придбати навики роботи з електронним осцилографом для візуального спостереження електричних сигналів, їх вимірювання і визначення похибок вимірювання.
4.1 Короткі теоретичні відомості.
Електронний осцилограф ( ЕЛО ) представляє собою вимірювальний пристрій , призначений для візуального спостереження елекричних сигналів та вимірювання їх параметрів .
Структурна схема однопроменевого ЕЛО зображена на рис. 1
 Рис. 1 |
Основним елементом ЕЛО є електронно т-променева трубка (ЕПТ) з електростатичним керуванням , на екрані якої зображується досліджуваний процес у вигляді кривої
методом порівнянь зводиться до виконання двох операцій
отримання зображення вимірюваного Ux і имірюванню розмазу зображення по вертикалі Lx ,
- заміна вимірюваної напруги відомою (каліброваною ) напругою і регулюванням її до отримання зображення з розмахом по вертикалі Lk , близьким до Lx . При цьому Ux = Uk(Lx/Lk)Kq, де Кд - коефіцієнт ділення вхідного поділювана.
Для вимірювання напруги методом каліброванної чутлив\ості на вхід Y подають калібровану змінну напругу Ux і намагаються отримати на екрані ЕЛТ необхідного розмаху Lx ’ Після калібрування на вхід Y ЕЛО подають калібровану напругу Ux , вимірюють розмір по вертикалі Lx і обчислюють шукане значення напруги Ux= Lx/S, де S - чутливість ЕЛО .
(осцилограмми). Крім ЕПТ, в осцилографі є канали горизонтального та вертикального відхилення , канал керування яскравістю, а також вимірювальні прилади та прилади живлення.
Канал вертикального відхилення Y (канал сигналу) служить для перетворення напруги досліджуваного сигналу у відповідне вертикальне відхилення променя. Він складається з аттенюатора (Ат), катодного (еміторного) повторювана (Кп), ліній затримки (Лз), підсилювача (У).
На підсилювач Y , крім досліджуваного сигналу , може подаватися сигнал від калібратора напруги (Кн) через перемикач П4.
Канал горизонтального відхилення X (канал розгортки) служить для створення та передачі напруги яка визиває горизонтальне переміщення променя , пропорційне часу , для підсилення сигналу , що подається на вхід каналу X і напруги синхроніації генератора розгортки (Гр) , підсилювач каналу X , схему синхронізації (Сс).
Канал керування яскравістю променя застосовується для передачі з входу на керуючий катод ЕЛТ сгналу , модулюючого яскравість світіння.
Звичайно він складається з підсилювача Z , який , крім підсилення , дозволяє змінювати полярність модуюючої напруги . На цей же канал через перемикач ПЗ подаєьбся напруга від каліброваного генеретора міток часу КВМ . Керування ч\яскравість може бути здійснена шляхом зміни потенціалу катода (К) чи модулчтора (М) ЕЛТ . Вимірювальний пристрій складається з калібраторів , забезпечуючих вимірювання напруги (Кн) і часу (КВМ).
Синхронізація розгортки може виконуватись зовнішнім сигналом (перемикач 2 в положенні 1 ), напругою мережі (П2 в положенні 3) чи сигналом, з каналу підсилення Y (П2 в положенні 2).
Блок лінії затримки затримує досліджуємий сигнал на час, необхідний для спрацьовування розгортки. Це дозволяє спостерігати передній фронт сигналу.
Для того, щоб під час дослідження періодичного сигналу спостерігався один період, необхідно забезпечити рівність періодів розгортаючого Тр і досліджуємого тд сигналів. В випадку необхідності отримання п періодів треба виконати умову Тр=п*Тд.
. Нерухомість зображення на екрані досягається синхронізацією генератора розгортки , при якій забезпечуються умови кратності періодів розгортки та спостерігаємого сигналів.
При дослідженні однократних імпульсних процесів , повторюючихся зі значною скважністю, використовується лінійна чекаюча розгортка ( розгортаючса напруга подається на горизонтальні пластини лише тоді, коли імпульс надходить на взід осцилографа). Після того як під дією розгортаючої напруги промень зробить один цикл прямого та зворотнього зоду, розгорта припиняється і чекає надходження нового імпульсу, що запускає її.
Для спостереження періодичних і імпульсних процесів без помітного викривлення їх форми необхідно вміти вірно вибирати той чи інший тип осцилографа. Для цього треба занти амплітудно - частотну характеристику каналу Y . д полосу пропускання його підсилювача, а також частоту неперервної та чекаючої розгорток. Важливо знати чутливість ЕЛО і коефіцієнт підсилення вертикального пвдсилювача, щоб вірно вирішити питання про те, чи подати дасліджуємий сигнал прямо на пластини трубки чи через підсилювач і який обрати коефіцієнт ділення входного аттенюатора. Використовуючи ЕЛО необхідно враховувати вплив його входного опору і вхідної ємності на досліджуємий сигнал.
1.2. Застосування ЕЛО для електричних вимірювань.
1.2.1. Вимірювання напруги.
Для вимірювання напруги за допомогою ЕЛО нйчастіше використовують метод порівнянь і метод каліброваної чутливості каналу вертикального відхилення Y.
Перший метод основан на лінійній залежності між напругами, поданою на вхід ЕЛО, і отрумуємим відхиленням променя ЕЛТ по вертикалі. Процес вимірювання напруги
Точність вимірювання напруги за допомогою осцилографа невелика (5-10 %), що пояснюється впливом нестабільності коефіцієнту підсилення підсилбвача вертикального відхилення та нелінійністю амплітудної характеристики , обмеженою точністю калібровки чутливості , кінцевими розмірами плями на екрані, зміною чутливості трубки
1.2.2. Вимірювання проміжків часу .
Вимірювання часових характеристик електричних сигналів можливо тими осцилографами , які мають калібровану за тривалістю розгортку і забеспечені спеціальними пристроями - генераторами віток. Якщо розгортка калібрована та її параметр відхилення Сх , обернений швидкості розгортки Ux , відомий , часове значення цікавлячої нас частини зображення обчислюється за формулою
, де Сх- параметр відхиленнч прменя ЕПТ по горизонталі,
Lx- довжина, цікавлячої нас частини зображення .
4.2. Домашнє завдання.
1.Вивчити методичні вказівки.
2.Підготувати таблиці для вимірювань.
4.3. Порядок виконання роботи .
4.3.1 Ознайомитися з технічним описом на ЕЛО. Вияснити роль органів керування , роташованих на передній панелі.
4.3.2. Зібрати електричну схему (рис. 2) та виміряти амплітуду сигналу змінної частоти та період слідування імпульсів . Вимірювання провести 5 разів . Результати занести до таблиці, оцінити похибки при вімірюванні,
| N | ||||||
| Un,B |
| Ucep.=Un/n; nox=Un- Ucep |
|
| Т, nS |
Оцінку похибок виконати як і для амплітуди сигналу.
 |
4.3.3. Зібрати електричну схему (Рис.З) (Рис.4) та виміряти рівень пульсації , тривалість імпульсу Т , тривалість фронта та спаду імпульсу tф , tc . Вимірювання повторити 6 разів і результати занести до таблиці . Оцінити похибки аналогічно
| п.4.3.2.
Нерівномірність |
| Рис. 4 |
1.2.Визначити либину амплітудної модуляції вимірюванням параметрів осцилограми амплітудно-модульованого сигнала в режимі лінійної неперервності розгортки (Рис.5). Глибина амплітудної модуляції M=(A-B)/(A+B)* 100%
Результати вимірювання занести до таблиці . Оцінити похибки як у попередніх пунктах .
| ____________________________________ _________ '
|
4.3.5.Виконати оцінку точності результатів вимв\ірювання за паспо псспортними даними ЕЛО.
4.4.3апитання до захисту.
4.4.1. Перерахувати основні вузли ЕЛО.
4.4.2Чим визначається чутливість EJ1T та EJIO.
4.4.3Як вплива на форму імпульсного сигналу неравномірність частотної характеистики вертикального підсилювача.
4.4.4В яких випадках слід користуватися ждучою розгорткою .
4.4.5Яку частотну розгортку треба встановити при спостереженні амплітудно-модульованого сигналу з частотою несучої 100 Гц та частотою модуляції 1 кГц.