Измерение сдвига фаз

Для измерения фаз между двумя синусоидальными напряжениями с помощью ЭЛО используют так называемый метод эллипса. На входы X и У подаются напряжения u₁(t) и u₂(t), сдвиг фаз между которыми необходимо измерить. Генератор развертки должен быть отключен.

Для синусоидальных напряжений можно записать систему

y = S_y U_1m Sinωt

x = S_x U_2m Sin(ωt + φ), (7.6)

где φ -искомый угол.

Исключив параметр ωt из системы уравнений (7.6), можно легко убедиться, что получающаяся фигура является эллипсом (рис.7.5,а).

Рисунок 7.5 – Фигуры Лиссажу для измерения фаз

Рассматривая моменты времени t₁ = 0 и t = t₁, когда Sin(ωt + φ) =1, получим

Sin φ = x₀/x_t = Lca/Loc = Lab/Lcd. (7.7)

На (рис.7.5,а) показаны фигуры Лиссажу, получающиеся при подаче на входы ЭЛО двух синусоидальных напряжений одной частоты, от­личающихся по фазе. Знак угла φ данным методом определить нельзя. По наклону эл­липса можно лишь судить о величине разности фаз исследуемых напряжений.

Точность измерений определяется погрешностями измерений соответствующих отрезков, зависимостью чувствительности от положения луча на экране, а также тем, что усилители горизон­тального и вертикального отклонений имеют неодинаковые фазо-частотные характеристики.

Второй способ измерения сдвига фаз между двумя сигналами одной частоты можно осуществить, используя двухлучевые или двухканальные ЭЛО.

Для измерения разности фаз нужно выполнить следующие операции:

- подать на вход 1 опорный сигнал, а на вход 2 – сравниваемый;

- установить скорость развертки, обеспечи­вающей один период сигналов на экране; измерив период опорного сигнала L₁ и разность по горизонтали между соответствующими точками сигналов L₂ в делениях шкалы, можно определить вели­чину фазового сдвига φ: φ = 360^o (L₁/L₂).

Рисунок 7.6 – Схема для снятия фазо-частотной характеристики

13. Измерение электрического сопротивления.

ЭС– это сопротивление, измеренное на пост.токе. ЭС может изменяться от тысячных долей Ома до сотен мегаом. Поэтому методы для измерения ЭС различны. Самым простым является метод двух приборов -метод амперм-вольтметра.

На рис. представлены две схемы включения неизвест. сопр-я и приборов.

На результат измерения накладываются погрешности измерения: 1.Инструментальн. погрешность определяется пределами абсолют. погрешности, которая задаются классом точности прибора.Метод. погрешность: Из схемы (рис1) она определяется конечным внутренним сопротивлением вольтметра PV, поэтому амперметр измеряет сумму токов

Абсолютная методическая погрешность равна

Относительная методическая погрешность определяется

Рисунок2 методическая погрешность возникает за счёт того, вольтметр измеряет сумму падений напряжений:

Поэтому аналогические погрешности находятся по формулам:

14. Электронный и цифровой омметры. Электронные омметры аналогового типа выполняют на основе инвертирующего усилителя на ОУ, охваченного отрицательной обратной связью с помощью измеряемого сопротивления R_x. Напряжение на выходе вычисляется по формуле: U=-U(R_x/R₁). Поскольку выходное напряжение в схеме линейно связана с измеряемым сопротивлением, то шкала прибора может быть проградуирована непосредственно в единицах сопротивления. Шкала получается равномерной в широких пределах и практически не зависит от внешних элементов усилителя. Погрешности значительные( 2…..4%)

Цифровой омметр представляет собой измерительный мост с автоматическим уравновешиванием. Уравновешивание производится цифровым управляющим устройством методом подбора прецизионных резисторов в плечах моста, после чего измерительная информация с управляющего устройства подаётся на блок индикации

В данной схеме

(12.20)

где - образцовое сопротивление на входе.

- коэффициент преобразования.

Как видно из уравнения шкала омметра линейная. В этом одно из достоинств такого омметра.