
- •Измерение физических величин электронно-лучевым осциллографом
- •Цель работы
- •Программа работы
- •Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы
- •Пояснения к работе
- •Подготовка к работе
- •Двухканальный режим работы осциллографа
- •Синхронизация
- •Измерение временных интервалов
- •И змерение частоты
- •Измерение амплитуды исследуемых сигналов
- •Измерение постоянного напряжения и тока
- •Вопросы для самопроверки
- •Литература
И змерение частоты
Частоту сигнала можно определить, измерив его период Т, так как .
Другим методом определения частоты является метод сравнения неизвестной частоты с эталонной по фигурам Лиссажу. В этом случае на усилитель вертикального отклонения подают сигнал, частоту которого надо измерить, а на усилитель горизонтального отклонения — сигнал генератора образцовой частоты, которую можно изменять.
При сближении частот на экране появляется вращающийся эллипс, остановка которого указывает на полное совпадение частот. При кратном соотношении частот на экране получается более сложная фигура, причем частота сигнала по вертикали так относится к частоте сигнала по горизонтали, как отношение числа точек касания касательной к фигуре по горизонтали к числу точек касания касательной к фигуре по вертикали.
Измерение амплитуды исследуемых сигналов
Для обеспечения максимальной точности измерения рекомендуется соблюдать следующие условия при измерении:
— размах изображения измеряемого сигнала должен быть большим, что уменьшает погрешность отсчета при измерении;
— размах изображений измеряемого и калибровочного сигналов должен быть по возможности одинаков, что позволяет свести к минимуму погрешность за счет нелинейности по вертикали, т. к. ее действие в этом случае одинаково на измеряемый и калибровочный сигналы;
— калибровку коэффициента отклонения производить отдельно в каждом из положений множителя.
Погрешность измерения амплитуды выходного сигнала определяется по формуле:
,
где Um – значение амплитуды, измеренное с помощью осциллографа;
Umo – значение амплитуды, измеренное электронным вольтметром.
Вольтметр показывает среднеквадратическое значение напряжения, следовательно, значение амплитуды напряжения определится по формуле
,
где
U
показания вольтметра;
- коэффициент амплитуды синусоиды.
Измерение постоянного напряжения и тока
Для измерения постоянного напряжения необходимо входной сигнал подавать на открытый вход осциллографа и, учитывая приведенные выше рекомендации, произвести измерение числа делений экрана, на которое сместился луч по вертикали вверх (при измерении постоянного положительного напряжения) или вниз (при измерении постоянного отрицательного напряжения) относительно положения луча при нулевом входном напряжении.
Измерение постоянного тока производится косвенным методом. Для этого необходимо в цепь измеряемого тока включить образцовое низкоомное сопротивление и, измерив падение напряжения на этом сопротивлении, рассчитать по закону Ома значение измеряемого тока.
Таблица 1.1 - Измерение параметров периодических сигналов
|
Осциллограммы исследуемого сигнала в режиме внутренней синхронизации |
Um,мВ |
Т, с |
f, Гц |
δU,% |
δT,% |
Синусоидальный |
|
|
|
|
|
|
Импульсный |
|
|
|
|
|
|
T – длительность периода исследуемого сигнала,
δU – относительная погрешность измерения напряжения,
δT - относительная погрешность измерения длительность импульса исследуемого сигнала,
f – частота исследуемого сигнала,
Um – значение амплитуды исследуемого сигнала.
Таблица 1.2 - Временные диаграммы периодических сигналов и постоянных напряжений
Тип развертки |
Временные диаграммы |
Параметры исследуемых сигналов |
||
Т, мс |
τимп,мс |
τз,мс |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T – длительность периода исследуемого сигнала,
τимп – длительность импульса исследуемого сигнала,
τз – временная задержка между исследуемым сигналом и сигналом, запускающим внешнюю синхронизацию.