|
| Рис. 2.1 |
При ознакомлении с используемой в работе аппаратурой обратить внимание на рекомендации по включению электронных приборов, изучить градуировки шкал, переключатели вида и диапазонов измерений, освоить приемы установки "нуля" и калибровки чувствительности. При исследовании электронных вольтметров используется схема, приведенная на рис. 2.1, где G - источник напряжения - генератор синусоидального напряжения; PV1 — образцовый прибор; PV2 - испытуемый прибор. Основная погрешность образцового прибора должна быть в 3—5 раз меньше основной допустимой погрешности
испытуемого прибора. Основную погрешность определяют в 6-10 числовых отметках шкалы испытуемого прибора путем сличения показаний этого прибора с показаниями образцового прибора. Полученные результаты занести в таблицу.
| Показания поверяемо-го прибора U, В | Показания образцового прибора U0 , В | Погрешность | Наибольшее значение приведенной погрешности γ, % | Вариация в, % | |||
| Абсолютная А, В | Относительная δ, % | ||||||
| при увеличении | при уменьшении | при увеличении | при уменьшении | ||||
Абсолютная, относительная и приведенная погрешности и вариация показаний определяются по формулам, указанным в работе 1.
Определение АЧХ проводят при постоянном показании испытуемого вольтметра. При этом снимают показания образцового прибора для различных частот в указанном преподавателем диапазоне изменения частоты. Результаты измерений U и U0 заносят в таблицу.
| Частота, кГц | Показания приборов, В | U/U0 | |
| U | U0 | ||
Для определения входного сопротивления и емкости вольтметра можно использовать схему (рис. 2.2), где G - генератор переменного напряжения с выходным сопротивлением Ri и ЭДС Е; V - испытуемый вольтметр; Свх и Rвх -
\ искомые параметры входной цепи вольтметра; R - резистор с известным значением
сопротивления.
При R i << | Rвх | падение напряжения на входе вольтметра определяется выражением
(2.1)
Для определения трех неизвестных, Е, RBX и Свх, следует провести эксперимент в следующей последовательности:
1. При R = 0 и частоте f=f1 = 100...200 Гц измерить U1 = Е, так как Ri<<RBX
2. При той же частоте f1 подобрать R = R1 ≠0 так, чтобы показания
испытуемого вольтметра были равны U2 = (0,7...0,9)E. На низких частотах
1/ωСвх >>Rвх, поэтому влиянием сопротивления входной емкости на входной
импеданс испытуемого вольтметра можно пренебречь (рис. 2.2).
Тогда U2 - ERBX/(R1 + RBX), откуда непосредственно можно найти Rвх.
3. При R = 0 и частоте f=f2 = 10...30 кГц установить на испытуемом вольтметре
значение, полученное в п. 1, т. е. Е.
4. При частоте f2 подобрать R = R2 так, чтобы показания испытуемого
вольтметра были бы равны U3 = (0,7...0,9) Е.
|
Для определения Свх
необходимо преобразовать
комплексное выражение (2.1) в выражение, представляющее собой модуль напряжения U, и подставить в него /2, R = R2, RBX, E и U = U3.
Для выполнения п. 4
исследуемый вольтметр
подключается к генератору
импульсов специальной формы.
Рис. 2.2 При использовании вольт-
метра, показания которого пропорциональны среднему значению измеряемого напряжения, Uср = Uп/kф1 где Uп - показания вольтметра, kф1 = 1,11 -коэффициент формы кривой синусоидального напряжения; действующее значение измеряемого напряжения U = Uc рkф, где kф - коэффициент формы кривой измеряемого напряжения (для прямоугольной формы kф = 1, для треугольной формы kф = 2/30,5); амплитудное значение измеряемого напряжения Um = Uka, где ka -коэффициент амплитуды (для прямоугольной формы kа= 1, для треугольной формы ka= 30,5).
При использовании вольтметра, показания которого пропорциональны амплитудному значению измеряемого напряжения, Um = Unka1, где ka1 = 20,5 -коэффициент амплитуды синусоидального напряжения.
Работа 3 ЦИФРОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ
Цель работы - изучение принципа действия и свойств время-импульсного цифрового вольтметра (ВИЦВ).
Задание
1. Ознакомиться со структурной схемой и принципом действия ВИЦВ, с
расположением на лабораторном макете его узлов, а также с возможностями
изменения характеристик этих узлов.
2. Наблюдать с помощью осциллографа выходные сигналы узлов ВИЦВ при
номинальных характеристиках узлов. По результатам наблюдений построить
временную диаграмму работы ВИЦВ.
3. Наблюдать изменения во временной диаграмме при поочередном
изменении:
- входного напряжения Ux;
- коэффициента наклона К линейно изменяющегося напряжения (ЛИН);
- частоты /о генератора импульсов стабильной частоты (ГИСЧ);
- порога срабатывания Uc сравнивающего устройства (СУ).
Измерить осциллографом измененные (отличающиеся от номинальных) значения коэффициента К' и частоты f0', рассчитать относительное изменение этих характеристик.
4. Определить зависимость погрешности квантования ΔU ВИЦВ от входного
напряжения Ux, изменяя последнее в указанном преподавателем диапазоне.
Построить в этом диапазоне график Uп =f1(Ux) зависимости показаний Un ВИЦВ от
входного напряжения Ux (ступенчатая функция), график аналогичной зависимости
для "идеального" (без квантования) вольтметра Uп. и = f2 (Ux) (прямая линия) и
график погрешности квантования ΔU = f1(Ux) - f2(Ux) = f 3(Ux). Определить
номинальный порог срабатывания Uс. н СУ.
5. Повторить п. 4, изменив порог срабатывания СУ. Определить измененный
порог Uc и значение изменения ΔUС = Uc - Uc . н.
6. Определить абсолютную и относительную погрешности результатов
измерений для заданных преподавателем показаний ВИЦВ при следующих
условиях:
- характеристики всех узлов номинальные;
- изменен коэффициент наклона ЛИН;
- изменена частота ГИСЧ;
- изменен порог срабатывания СУ.
Определить дополнительные погрешности из-за изменения характеристик узлов, сделать выводы о влиянии этих изменений на характер и значения дополнительных погрешностей.
