Порядок виконання роботи

1. Вивчити будову ЕПО, призначення його основних блоків, зробити настройку осцилографа для вимірювання напруги і виміряти напругу.

1.1. Живлення осцилографа здійснюється від мережі змінного струму промислової частоти напругою 220 В.

Перед ввімкненням ручки управління осцилографом встановити в такі початкові положення:

а) ручку „Яскравість” – в крайнє ліве положення;

б) ручку „Фокус” – в середнє положення;

в) ручку „Посилення Y” – в крайнє ліве положення;

г) ручку „Посилення X” – на 3-4 відмітку;

д) ручку „Частота плавно” – ліве положення;

е) перемикач „Діапазон частот” – в положення 30-130;

ж) перемикач „Ослаблення” – в положення 1:100;

з) перемикач „Синхронізація” – в положення „Внутрішня”.

Включити осцилограф тумблером „Мережа”. При цьому повинна загорітися сигнальна лампочка. Через 1-2 хвилини (час прогрівання електронних ламп) перевести потенціометр „Яскравість” в крайнє праве положення. На екрані повинна з'явитися яскрава широка горизонтальна смуга. Якщо цього не буде, регулюванням потенціометрами „Вісь Y вгору-вниз” і „Вісь Х праворуч-ліворуч” добитися появи горизонтальної смуги і встановити її по центру екрана. Потенціометрами „Яскравість” і „Фокус” встановити чітке зображення лінії необхідної яскравості.

Завжди потрібно прагнути працювати при мінімальній яскравості. Це не тільки зберігає трубку, але і підвищує точність вимірювань.

Не рекомендується тримати промінь на екрані осцилографа нерухомим (в точці), а також встановлювати надмірну яскравість зображення, оскільки це приводить до вигорання екрана.

1.2. Вимірювання напруги з допомогою осцилографа слід проводити при відомій чутливості S або сталої С каналів вертикального і горизонтального відхилення.

Д

Рис. 3.4. Схема для визначення сталої C_Y

та чутливості S_Y осцилографа

ля визначення величини S_Y и С_Y необхідно зібрати схему (рис. 3.4) та підготувати осцилограф до роботи, як вказано вище. Увімкнути автомат на лабораторному стенді і через ЛАТР подати напругу (не більше 10-15 В). Ввімкнути розгортку осцилографа у часі і при допомозі перемикача „Діапазон частот” одержати на екрані стійке зображення 1-2 періодів вимірюваної напруги.

Вимкнути генератор розгортки. Виміряти довжину вертикальної лінії на екрані осцилографа, що відповідає визначеному положенню перемикача „Ослаблення” і „Підсилення Y”. Довжина цієї лінії пропорційна показанню зразкового вольтметра, який вимірює діюче значення даної напруги. Ч

Рис. 3.5. Схема для визначення сталої C_X

та чутливості S_X осцилографа

утливість осцилографа по осі Y визначається:

Постійна осцилографа по напрузі:

Аналогічно проводиться градуювання осцилографа по осі Х (при вимкненому генераторі розгортки) (див. рис.3.5).

Результати вимірювань занести в таблицю 3.1.

Не змінюючи положення ручок по Y, підключити на вхід Y невідому напругу (до 10 В) і виміряти розмах променя h_Y на екрані по осі Y. Визначити амплітудне і діюче значення напруги по формулах:

Порівняти одержані результати U_вим з показами вольтметра.

Таблиця 3.1.

Визначення сталої C та чутливості S осцилографа

	Вхід Y	Вхід Х
Напруга на вході осцилографа U, B
Довжина світлової лінії h, мм
Чутливість осцилографа S, мм/В
Стала осцилографа С, В/мм

Точність вимірювання напруги за допомогою осцилографа невелика (5-10 %), що пояснюється впливом нестабільності коефіцієнта посилення підсилювача і нелінійністю його амплітудної характеристики, зміною чутливості трубки, обмеженою точністю калібрування.

2. Вимірювання частоти з допомогою осцилографа.

Вимірювання частоти за допомогою осцилографа засноване на порівнянні з еталонною частотою. У даній роботі вимірювання частоти здійснюється методом фігур Ліссажу. Фігури Ліссажу можна одержати на екрані осцилографа при вмиканні на обидві пари відхиляючих пластин синусоїдних напруг, причому вигляд фігур залежить від відношення частот цих напруг. Для вимірювання частоти зібрати схему (рис. 3.6).

На вертикально відхиляючі пластини подається напруга від звукового генератора (ЗГ). На горизонтально відхиляючі пластини, подається напруга зразкової частоти 50 Гц з виходу осцилографа „контрольний сигнал”. Генератор розгортки осцилографа повинен бути вимкненим.

Плавно змінюючи частоту напруги на виході ЗГ, одержати стійке зображення декількох фігур Ліссажу на екрані.

По отриманих фігурах визначити дійсне значення частоти генератора f_Y по співвідношенню ,

д

Рис. 3.6. Схема для вимірювання частоти

методом фігур Ліссажу

Рис. 3-6.

е f_Y, f_X - частоти напруг, поданих відповідно на вертикальний і горизонтальний входи осцилографа;

N_Y, N_{X -} число точок перетину з вертикальною і горизонтальною лініями проведеними через фігуру Ліссажу (див. рис.3.7).

Р

Рис. 3.7. Вимірювання частоти методом фігур Ліссажу

езультати вимірювань і обчислень занести в таблицю 3.2.

Перезняти на кальку дві-три фігури Ліссажу.

Таблиця 3.2

Результати вимірювання частоти

NY	NX	fX, Гц	fY, Гц

3. Дослідження кривої гістерезисного циклу.

Д

Рис. 3.8. Динамічна петля гістерезисного циклу

инамічну петлю гістерезиса (рис.3.8) можна отримати на екрані електронного осцилографа без застосування спеціальних приладів.

Для цього необхідно на горизонтально відхиляючі пластини подати напругу U_X, пропорційну миттєвому значенню напруженості магнітного поля H_t, а на вертикально відхиляючі пластини напругу U_Y, пропорційну миттєвому значенню магнітної індукції B_t.

Принципова схема для отримання петлі гістерезисного циклу на екрані осцилографа показана на рис. 3.9. На кільцевому осерді з фериту намотані обмотки:

w₁ - намагнічувальна обмотка;

w₂ - вимірювальна обмотка.

Н

Рис. 3.9. Схема для визначення динамічних характеристик магнітних матеріалів.

апруженість магнітного поля пропорційна струму котушки w₁:

,

(1)

де l = π ∙D_сер – середня довжина магнітної силової лінії осердя.

Оскільки на вхід осцилографа треба подавати тільки напругу, то послідовно з обмоткою намагнічення вмикається безреактивний опір R₀. Падіння напруги на цьому опорі, а отже, напруга на вході Х осцилографа U₀ пропорційна H_t

(2)

У вимірювальній обмотці індукується е.р.с.:

,

де S – площа перетину осердя.

У вторинне коло вмикається інтегруюча ланка RC, активний опір якої значно більше ємнісного (R₂ >> Хс )

Тоді

,

,

тобто напруга, що подається з конденсатора С на вхід осцилографа Y пропорційна B_t.

Отже, на входи осцилографа подаються напруги, пропорційні H(t) і В(t), в результаті електронний промінь описує на екрані в деякому масштабі петлю гістерезисного циклу.

Змінюючи значення намагнічуючого струму (від 0 до 5 А), отримати на екрані декілька кривих гістерезисного циклу. Відмітити вплив намагнічуючого струму на форму кривої.

У звіті представити змальовані з екрана три петлі гістерезисного циклу (при найменшому, найбільшому і середньому значеннях намагнічуючого струму).

Зміст звіту

1. Мета роботи.

2. Схеми (рис. 3.2, 3.5, 3.6, 3.9).

3. Таблиці 3.1, 3.2.

4. Фігури Ліссажу.

5. Динамічні петлі гістерезисного циклу.

6. Висновки по роботі.