Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України „КПІ”

Факультет информатики та обчислювальної техніки

Кафедра технічної кібернетики

Звіт по лабораторній работі № 1

з дисципліни „Основи метрології”

на тему:

«Вивчення номенклатури, дії та застосування

Електровимірювальних приладів та їх реалізації в середовищі

Electronic Workbench»

Перевірив: К.т.н., доцент Бурлаков В.М.

Виконали: Студенти І курсу гр. ІК- 22 Кутрань Д. О. Литвиненко І. І. Стахов Р. О.

Київ 2012

Зміст роботи

Мета: вивчити номенклатуру вимірювальних приладів. Дослідити дії та застосування електроних приладів, реалізованих у середовищі Workbench. Перевірити основні електричні закони за допомогою приладів середовища Workbench.

1. Вимірювальні прилади

2. Джерела електричного сигналу

3. Практичне застосування інструментів для вимірювання

   1. Вимірювання струму

3.1.1 Вимірювання постійного струму

3.1.2 Вимірювання змінного струму

3.2 Вимірювання напруги

3.2.1 Вимірювання постійної напруги

3.2.2 Вимірювання перемінної напруги

3.2.2.1 Активний та реактивний опір

3.2.2.2 Осцилограф та функціональний генератор

3.3. Вимірювання електричного опору

3.4. Вимірювання електричного затухання.

3.5 Експериментальна перевірка першого закону Кірхгофа

3.6 Експериментальна перевірка другого закону Кірхгофа

3.7 Електричний резонанс

3.7.1 Резонанс напруги

3.7.2 Резонанс сили струму

4. Загальний висновок

1.Вимірювальні прилади

Вольтметр використовується для вимірювання різниці напруги між двома точками кола при постійній та перемінній напрузі. Підключається паралельно. Має можливість роботи у режимі постійного на перемінного струму. При змінному струмі показує дійсне значення напруги. Одиниця виміру: Вольт

Діапазон значень:

Umax = 999000 В;

Umin = 0 В;

Rmax=9,99*10^14 Ом;

Rmin=100 Ом;

Схема підключення вольтметра

Амперметр – для вимірювання струму в колі(постійного та змінного). Має можливість роботи в режимах постійного і змінного струмів. Підключається послідовно. При змінному струмі показує ефективне значення сили струму.

Одиниця виміру: Ампер.

Схема підключення амперметра

Діапазон значень:

Imax = 999000 А;

Imin = 0 A;

Rmax=999 кОм;

Rmin=10^-16 Ом;

Мультиметр - використовується для вимірювання постійного або змінного струму або напруги, опору або втрат між двома точками ланцюга. Межі задавати не потрібно. Точність вимірювань - 4 знаки після коми.

Одиниця виміру: Ампер, Вольт, Ом, Децибел.

Зовнішній вигляд та схема підключення мультиметра

Об'єкт вимірювання:      Струм (A);      Напруга (V);      Потужність (W);      Втрати сигналу (dB loss).

Тип сигналу:

Змінний (AC); Постійний (DC);

Мультиметр може також використовуватися у якості амперметра, вольтметра або омметра.

Параметри омметра у мультиметрі:

Rmax =9,9* 10^8 кОм;

Rmin =від 10^-4 Ом;

Параметри амперметра у мультиметрі :

Imax=999000 A;

Imin=0;

∆I=10^-9 А;

Rmin=10^-17 Ом;

Rmax=999 кOм;

Параметри вольтметра у мультиметрі:

Umax=999000 В;

Umin=0;

∆U=10^-9 В;

Rmin=10^-6 Ом;

Rmax=9,99*10^14 Oм;

Осцилограф - вимірювальний пристрій, призначений для візуального відстежування зміни рівня сигналу в часі. Можливо проводити вимірювання як постійного, так і змінного струму. Діапазон масштабування на шкалі часу - від 0,1 нс до 1 с на поділ. Діапазон масштабування на шкалі напруг - від 10 мкВ до 5 кВ на поділ. Можливо вимірювати зміни як постійної, так і змінного напруг. Прилад має 2 незалежних вимірювальних канали, графіки з яких накладаються один на одного в разі використання їх обох. Також є можливість відображення залежності рівня сигналу на одному вході від рівня сигналу на іншому.

Схема підключення осцилографа

Приклад показань осцилографа при вимірюванні зміни напруги, яку подає на вхід джерело постійного струму з напругою 120 В та частотою 60 Гц.

Канал А (Channel A) показує ціну поділки (в даному випадку це 100 В на поділку). Точка відліку для осцилографа в звичайному режимі має бути приєднана до заземлення на схемі. Також можна задати начальне положення вісей X та Y (Y,X position).

Діапазон вказання ціни поділки: від 0.01 мВ до 5.0 кВ.

 Режими відображення значень:

-залежність амплітуди від часу (Y / T). Вісь X відображає час, а вісь Y кількість вольт на поділ;

-відображення амплітуди одного з каналів від амплітуди іншого (A / B або B / A). Обидві осі показують кількість вольт на поділ;

Плоттер Боде – вимірювальний пристрій, призначений для аналізу амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик досліджуваного контуру. Максимальний діапазон на шкалі фаз - від -720 до 720 градусів. Точність вимірювань - третій знак після коми.

Настроювання вимірника полягає у виборі меж виміру, коефіцієнта передачі й варіації частоти за допомогою кнопок у віконцях F — максимальне і I — мінімальне значення.

Значення частоти і відповідне їй значення коефіцієнта передачі чи фази встановлюються у віконцях у правому нижньому куті вимірника.

Значення зазначених величин в окремих точках АЧХ чи ФЧХ можна одержати за допомогою вертикальної візирної лінії, що знаходиться у вихідному стані на початку координат і переміщується по графіку мишею чи кнопками ,.

Результати виміру можна записати також у текстовий файл. В отриманому текстовому файлі з розсширенням .bod АЧХ і ФЧХ представляються в табличному виді.

Діапазон значень:

частота max: 999 ГГц;

частота min: 0,1 мГц;

амплітуда max: 10*10^9;

амплітуда min: 5*10^-6;

фаза max: 720°;

фаза min: -720°;