Лабораторная работа № 2

«Исследование электронного вольтметра»

1. Цель работы: Исследование электронного вольтметра, изучение принципа работы и получение навыков работы с электронным вольтметром.

2. Приборы и их характеристики:

электронный вольтметр В7-58 (диапазон измерения постоянного напряжения 0,4mV – 200 V,4 – 1000 V;перем.напряж.2 mV – 20 V,2- 200 V,

20 – 700 V;сопротивление постоянному току 1.0 Ом.- 20 мОм.; сила тока 0,4 – 10 А),

электронный осциллограф С1-112А,(в амплитудном диапазоне от 5 мВ до 250 Мв.;во временном диапазоне от 0,12 мкс.до 0,5 с.;напряжение постоянного тока от 1 мВ до 1000 В;активные сопротивления от 1 Ом до 2,5 Ом.)

генератор синусоидальных сигналов ГСФ-2,(диапазон частот задающий генератор 0,3 Гц – 1500 кГц., усилитель 0 – 20 кГц., выходные сигналы: гармонический, пилообразный, прямоугольный; выходное напряжение 0 – 20 В; максимальный ток нагрузки 1,0 А.)

проводники.

 

3. Краткое теоретическое обоснование:

Устройство и принцип действия электронного вольтметра.

Основное назначение электронного вольтметра – измерение напряжения

(постоянного, переменного, импульсного). В состав вольтметров входят усилители постоянного и переменного напряжения, измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное и наоборот, делители напряжения. В вольтметрах постоянного напряжения применяют следующие усилители постоянного напряжения:

1. усилители с непосредственными связями;

2. усилители типа модуляция – усиление - демодуляция (МДМ);Рис.1

3. усилители на основе магнитоэлектрических гальванометров с фотопреобразователями.

Рис.1

В усилителях типа МДМ (рис.1) постоянное входное напряжение преобразуется модулятором М в переменное напряжение. Модулятор состоит из двух ключей

(рис.2 а) коммутация которых происходит в противофазе, т.е. замыкание ключа SА1 сопровождается с размыканием ключа SA2,и наоборот. Управление ключами осуществляется от специального генератора Г.Если сопротивление ключей в замкнутом состоянии равно нулю, а в разомкнутом – бесконечности, и если переключение производится мгновенно, то выходное напряжение модулятора представляет последовательность прямоугольных импульсов

(рис.3 б), с амплитудой равной входному напряжению U_вх (рис.3 а)

а) в)

Рис.2

 

 

Импульсы усиливаются усилителем переменного напряжения УН. Выходной сигнал с усилителя поступает на демодулятор ДМ.

Рис.3

На входе демодулятора при синхронной коммутации ключей модулятора и демодулятора полярность прямоугольных импульсов совпадает с полярностью импульсов на выходе модулятора (рис.3 г). Фильтром Ф (рис.2 в) импульсы усредняются, и на выходе усилителя типа МДМ получается усиленное постоянное напряжение, полярность которого определяется полярностью U_вх.

Преобразователи бывают амплитудного, средневыпрямленного и действующего значений переменного напряжения. Эти преобразователи используются в вольтметрах переменного напряжения. Выходное постоянное напряжение (ток) этих преобразователей пропорционально одному из указанных значений переменного напряжения.

Литература (1) пар.9.1,9.2,9.3; (2) пар.8.1,8.2.

 

4. Контрольные вопросы:

1. Назначение электронного вольтметра?

2. Какие узлы входят в состав электронного вольтметра?

3. Какие усилители используют в электронных вольтметрах?

4. Какие преобразователи напряжения используются в вольтметрах переменного напряжения?

5. Порядок выполнения работы:

 

1. Ознакомиться со схемой лабораторного стенда,

записать данные приборов в таб.1

Табл.1

№	электронный вольтметр В7-58	электронный осциллограф С1-112А	генератор синусоидальных сигналов ГСФ-2
U, В	U, В	I, А	U, В	U, В	R, Ом	U,В	I, А	F, Гц
1.

 

2. Ознакомиться с методическими указаниями по эксплуатации и применению приборов.

3. Собрать схему, приведенную на рис.1. Снять АЧХ преобразователя амплитудного значения в диапазоне частот 20 Гц – 200 кГц при U_вх = 5 В.

 

Рис.1

 

4. Зарисовать осциллограммы напряжений (на частоте 2000 кГц при

U_вх = 5 В) на зажимах 1-1^', 2-2^' и 3-3^', используя электронный осциллограф.

5. Собрать схему по рис.2. Измерить выходное напряжение трансформатора тока ТА (с помощью трансформатора тока осуществляется искажение кривой напряжения), используя вольтметры амплитудного, среднего и действующего значений. Зарисовать осциллограмму выходного напряжения трансформатора тока. Объяснить полученные результаты.

Рис.2

 

 

6. Сделать вывод по лабораторной работе.

7. Составить отчет по требуемой форме.

 

4. Список использованных источников:

1. В.И. Винокуров и др. «Электрорадиоизмерения» Москва «Высшая школа» 1986.-351 с.

2. Р.М. Демидова-Парфенова и др. «Электрические измерения» - М Энергоиздат 1983. – 392 с.

3. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. - |М.:Логос, 2000. - 408 с.

4. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 2001. -205с.