
- •Раздел 1 Введение. Общие понятия измерительной техники
- •1.1. Общие сведения
- •Тема 1.1 Основные виды и методы измерений, их классификация
- •1.1.1 Виды измерений
- •1.1.2 Методы измерений
- •1.1.3 Средства измерений и их классификация
- •1.1.4 Элементарные средства измерений
- •1.1.5 Комплексные средства измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 1.2 Метрологические показатели средств измерений
- •1.2.1 Физические свойства и величины
- •1.2.2 Основные показатели
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 1.3 Погрешности как характеристики средств измерений
- •1.3.1 Общие сведения
- •1.3.2 Классы точности средств измерений
- •1.3.3 Общие сведения об обработке результатов измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2 Измерение тока, напряжения, мощности
- •Тема 2.1
- •Измерение постоянного тока и напряжения электромеханическими измерительными приборами
- •2.1.1 Электромеханические приборы
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.2 Выпрямительные и термоэлектрические приборы
- •2.2.1 Магнитоэлектрические приборы с преобразователями переменного тока в постоянный
- •2.2.2 Компенсаторы постоянного тока
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.3 Аналоговые электронные вольтметры
- •2.3.1 Общие сведения
- •2.3.2 Техника измерения напряжения
- •2.3.3 Особенности измерения силы тока
- •2.3.4 Определение уровня переменного напряжения (тока)
- •2.3.5 Структурные схемы аналоговых вольтметров
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.4 Цифровые вольтметры
- •2.4.1 Кодоимпульсные цифровые вольтметры
- •2.4.2 Вольтметры с времяимпульсным преобразованием
- •Из последних равенств получим
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.5 Вольтметры импульсного напряжения
- •2.5.1 Измерения импульсных напряжений
- •2.5.2 Измерение шумового напряжения
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.6 Измерители уровня
- •2.6.1 Широкополосные измерители уровня
- •2.6.2 Роль входного сопротивления вольтметра
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.7 Измерение мощности в цепях постоянного тока и тока промышленной частоты
- •2.7.1 Общие сведения
- •2.7.2 Измерение мощности в диапазонах низких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 3 Приборы формирования стандартных измерительных сигналов
- •Тема 3.1 Генераторы сигналов низкой частоты
- •3.1.2 Генераторы на биениях
- •3.2.8 Цифровые измерительные генераторы низких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3.2 Генераторы сигналов высокой частоты
- •3.2.1 Измерительные lc-генераторы
- •3.2.2 Характеристики генераторов сверхвысоких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3.3 Генераторы импульсных и шумовых сигналов
- •3.3.1 Генераторы импульсных сигналов
- •3.3.2 Генераторы качающейся частоты
- •3.3.3 Генераторы шумовых и шумоподобных сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 4 Исследование формы сигнала
- •Тема 4.1 Универсальные осциллографы
- •4.1.1 Упрощенная структурная схема осциллографа
- •4.1.2 Виды разверток в универсальном осциллографе
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4.2 Основные способы отсчета напряжения и временных интервалов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4.3 Двухканальные и двухлучевые осциллографы
- •4.3.1 Двухканальные осциллографы
- •4.3.2 Двухлучевые осциллографы
- •4.3.3 Запоминающие осциллографы
- •4.3.4 Матричная индикаторная панель
- •4.3.5 Скоростные и стробоскопические осциллографы
- •4.3.6 Цифровые осциллографы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 5 Измерение параметров сигналов
- •Тема 5.1 Измерение частоты и временных интервалов
- •5.1.1 Общие сведения
- •5.1.2 Цифровой метод измерения частоты
- •5.1.3 Цифровой метод измерения интервалов времени
- •Котрольные вопросы:
- •Тема 5.2 Измерение фазового сдвига
- •5.2.1 Общие сведения
- •5.2.2 Осциллографические методы измерения фазового сдвига
- •Б) Метод синусоидальной развертки или метод эллипса
- •5.2.3. Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал
- •5.2.4 Цифровые фазометры
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5.3. Измерение искажений формы сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5.4 Изменение параметров модулированных сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 6 Измерение характеристик, электромеханических цепей.
- •Тема 6.1. Измерение амплитудно-частотных характеристик
- •6.1.1 Общие сведения
- •6.1.2 Метод снятия ачх по точкам
- •6.1.3 Панорамные измерители ачх
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6.2 Измерение спектральных характеристик
- •6.2.1 Общие сведения
- •6.2.2 Параллельный и последовательный методы анализа спектра
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6.3 Измерение рабочего затухания и усиления
- •6.3.1 Общие сведения
- •6.3.2 Методы измерения рабочего затухания
- •6.3.3 Измерение рабочего усиления
- •Контрольные вопросы:
- •6.4. Измерение шумов
- •Раздел 7 Измерение параметров компонентов электрорадиотехнических цепей
- •Тема 7.1 Измерение параметров компонентов с сосредоточенными параметрами
- •7.1.1 Общие сведения
- •7.1.2 Измерение активных сопротивлений методом амперметра и вольтметра
- •7.1.3 Омметры
- •7.1.4 Измерение с помощью логометра
- •Для схемы, приведенной на рис. 7.6,б
- •7.1.5 Электронные омметры
- •7.1.6 Мостовые измерители параметров элементов
- •7.1.7 Резонансный метод измерения параметров элемента
- •7.1.8 Цифровые средства измерения параметров элементов
- •7.1.9 Измерение сопротивления заземления
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 8 Измерение электрических характеристик
- •8.1. Нормы электрических характеристик цепей связи для постоянного тока
- •8.2. Способы измерений нормированных электрических характеристик цепей связи
- •8.2 Виды повреждений и определение их характера
- •8.3 Определение постоянным током расстояния до места повреждения
- •9.4. Импульсный метод измерений линий
- •Раздел 9 Автоматизация электрорадиоизмерений
- •9.1 Основные сведения
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы
Тема 3.1 Генераторы сигналов низкой частоты
3.1.1 RС-генераторы
Технические характеристики RC-генераторов в диапазонах достаточно низких частот существенно ухудшаются из-за резкого возрастания величин индуктивностей и емкостей колебательных контуров и соответствующих им размеров катушек индуктивностей и конденсаторов. Их также трудно перестраивать по частоте в широких пределах. Поэтому в низкочастотных измерительных генераторах гармонических колебаний в качестве колебательных систем и цепей положительной ОС применяют частотно-избирательные RС-цепи. Такие генераторы называют RС-генераторами.
Обычно в RС-генераторе включают мост Вина (рис. 3.1, а), который осуществляет сдвиг фазы сигнала ОС на 180°. Генератор строится на основе усилителя, у которого в широком диапазоне частот коэффициент передачи - вещественная величина, а фазовый сдвиг φ = 2π обеспечивают мостом Вина и инверсией сигнала в усилителе.
Рисунок. 3.1 Схемы RС-генераторов с мостом Вина:
а - обычная; б - с кварцевой стабилизацией
Частота гармонических колебаний в RС-генераторе с мостом Вина
,
(3.1)
На рис. 3.1, б изображена упрощенная схема RС-генератора с мостом Вина, в котором вместо одного из резисторов включен кварцевый резонатор Кв, работающий в режиме резонанса напряжений.
3.1.2 Генераторы на биениях
Генераторы звукового диапазона частот (низкочастотные генераторы) имеют обычно значительный уровень мощности выходного сигнала - до 5...10 Вт. Однако такая мощность может выделяться только на согласованной нагрузке, поэтому на выходе генератора часто включают согласующий трансформатор, например, на нагрузки 60, 600, 6000 Ом. Показания электронного вольтметра выходного напряжения будут правильными тоже только при согласованной нагрузке генератора. Погрешность установки частоты генератора можно снизить до значения, меньшего одного процента, ее нестабильность - того же порядка. Повышают стабильность частоты применением прецизионных внешних элементов (конденсаторов, индуктивностей и резисторов).
В задающих генераторах звуковых частот используют три метода генерирования: прямой; метод биений; метод электронного моделирования.
Для повышения стабильности частоты звуковых генераторов часто применяют задающие генераторы на биениях. Структурная схема задающего генератора содержит два первичных высокочастотных
генератора фиксированных частот f1 и f2, смеситель и фильтр промежуточной частоты (рис. 3.2).
Метод биений заключается в том, что колебания звуковой частоты образуются в результате воздействия на нелинейный элемент смесителя двух близких по частоте гармонических колебаний f1 и f2. При этом частота f2, может меняться в пределах от f1 до f1 + F, где F - наибольшая частота рабочего диапазона. На выходе смесителя получают комбинационные частоты, в том числе и так называемую промежуточную частоту Fпч = f2 – f1. Колебание промежуточной частоты Fпч выделяют фильтром промежуточной частоты.
Рисунок 3.2 Структурная схема измерительного генератора на биениях
При создании измерительных генераторов на биениях принимают меры, направленные на обеспечение высокой стабильности частоты первичных генераторов колебаний. Как правило, предусматривают возможность периодической калибровки частоты генератора. Коэффициент нелинейных искажений генерируемых колебаний обычно составляет десятые доли процента и в основном определяется качеством фильтра промежуточной частоты.