«Измерение угла сдвига фаз»
Цель работы: научиться измерять угол сдвига фаз методом эллипса.
Приборы и оборудование: электронный осциллограф С1 -72, генератор ГЗ – 36.
Технические характеристики используемого оборудования приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование прибора | Тип | Технические характеристики | Количественные значения |
| Осциллограф | С1-72 | 1. Класс точности. | III |
| 2. Осциллограф С1 -72 обеспечивает: | |||
| а) Наблюдение формы импульсов обеих | |||
| полярностей длительностью | 0,05-500 мкс | ||
| и размахом. | 20мВ-60В | ||
| с выносным делителем 1:10 | 200мВ-500В | ||
| б) Наблюдение периодических сигналов в | |||
| диапазоне частот | 5Гц-10МГц | ||
| в) Измерение амплитуд | 48мВ-60В | ||
| и с выносным делителем | до 500В | ||
| г) Измерение временных интервалов | 0.3мкс-500мс | ||
| 3. Время нарастания переходной | |||
| характеристики | не более 35мс | ||
| и время установления | не более 100 мс | ||
| 4. Входное сопротивление КВО при | |||
| открытом входе | 1МОм±3% | ||
| с параллельной ёмкостью | 40пФ± 10% | ||
| 5. Максимальная амплитуда исследуемого | |||
| сигнала | 60В | ||
| 6. Максимальная чувствительность КВО | 0,3 мм/В | ||
| 7. Погрешность измерения амплитуды | не более ± 10% | ||
| 8. Погрешность измерения временных | |||
| интервалов. | |||
| от 0,2 мкс до 50 мс | не более ± 10% | ||
| до 500 мс | не более ± 20% | ||
| 9. Погрешность КТО | |||
| коэффициент отклонения на частоте 100кГц | не более ±0,3 В/дел | ||
| полоса пропускания | 20 Гц - 1 МГц | ||
| 10. Синхронизация осуществляется | |||
| синусоидальными и импульсными сигналами | 5 Гц- 10 МГц | ||
| с частотой | О.ЗВ-ЗВ. | ||
| и амплитудой (внешняя) | |||
| 11. Потребляемая мощность. | 35 Вт | ||
| Низкочастотный | ГЗ-36 | 1. Диапазон частот | 20Гц - 200 кГц |
| генератор | 2. Погрешность градуировки генератора по | ± (0,03f+l,5) Гц | |
| частоте | |||
| 3. Выходное напряжение генератора: | 0-5 В |
1 Собрать схему согласно рисунка 1
Рисунок 1 - Схема опыта.
2 Измерить угол сдвига фаз по фигуре Лиссажу. Для измерения утла сдвига фаз методом эллипса одно из исследуемых напряжений подаётся на вход "у", а другое на вход "х". В результате на экране осциллографа получается фигура Лиссажу, форма которого зависит от угла сдвига фаз между этими напряжениями и величины их амплитуды.
Угол определяется по формуле 
или 
.
Результаты измерения занести в таблицу 2.
Таблица 2.
| Частота исследуемого сигнала, кГц | Положение ручки переменное сопротивление | Lx= | 1х= | φ= | Ly= | lx= | φ = | 
|
| 2 кГц | левое | |||||||
| среднее | ||||||||
| правое | ||||||||
| 3 кГц | левое | |||||||
| среднее | ||||||||
| правое | ||||||||
| 10 кГц | левое | |||||||
| среднее | ||||||||
| правое |
Пример расчёта:
=
=
=
Рисунок 2 - Осциллограммы для различных значений угла сдвига фаз.
Вывод:
