Зертханалық жұмыс №11 электронды осциллограф көмегімен кернеу мен токты және жиілікті өлшеу

11.1 Жұмыстың мақсаты

11.1.1.Электронды осциллографтың пайдалану ережелерін және қондырғыны зерттеу

11.1.2.Осцилографтың көмегімен үзіліссіз және импульсті сигналдардың амплитудаларының өлшеу әдістерімен танысу.

11.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Электронды осциллографтың (ЭО) негізгі жұмысы ретінде электрондардың қозғалыс шоғырларының зерттелуші кернеуге әсер етуі арқылы басқарылуы. ЭО структуралық схемасы 11.1. суретте берілген

Сурет. 11.1.

Зерттелуші кернеу U = (t) графигіндегі тікбұрышты координатта көрсетілгендей уақыт функциясы болып табылады. ЭЛТ пластинасының екі жұбы координатты ось болып табылатын біәр-біріне перпендикулярды бағытта сәуле ауытқиды. Уақыттың бірқалыпты осін алу үшін электронды сәуле тұрақты жылдамдықпен горизонтальды бағытта ауытқуы керек. Зерттелуші кернеу вертикальды-ауытқушы ЭЛТ пластинаға ығысады. ЭЛТ экранында көрсетілген бейнелену осциллограмма деп аталады. ЭЛТ-ң сезімталдылығы келесі формула арқылы анықталады:

S = l/U, мм/В,

мұнда L – Y пластинасынан 1В пластинасына (U) кернеуді өлшеу кезінде ЭЛТ экранындағы жылжыту дағы.

ЭЛТ экранында экранында жылжымайтын көрсеткішті алу үшін оны ұңғылы генератордың кернеуімен синхрондау керек.

1.2.1. Кернеуді өлшеу.

Осциллографпен кернеуді өлшеу үшін салыстыру әдісі және вертикальды ауытқылы каналдық калиблі сезімталдық (У) әдісі қолданылады.

Бірінші әдіс осциллографтың кірісіне беру кернеуі арасындағы сызықтық тәуелділік негізінде және вертикаль бойынша ЭЛТ-ң сәулесінің ауытқуы негізінде құрылған. Салыстыру әдісі арқылы өлшеу процесі ек операцияны орындауға әкеледі:

а) получению изображения измеряемого напряжения Uх и измерению размаха изображения по вертикали lх;

б) замене измеряемого напряжения известным (калиброванным) напряжением и регулировкой его до получения изображения с размахом по вертикали lх, близкого к lх.

Осыдан:

lх

Uх = Uк ---- * Кд,

Lк

мұнда Кд – кіріс бөлгіштігінің бөлу коэффициенті.

Белгілі кернеуге қореккөзі ретінде калибраторлы кернеу деп аталатын осцилографқа орнатылған арнайы қореккөзі қолданылады.

Калибрлі сезімталдық әдісі арқылы кернеуді өлшеу үшін У каналының кірісіне калибрлі айналмалы кернеу Uк береді және У каналының күшейту коэфициенті бірқалыпты реттеуіштердің көмегімен ( "Күшейткіш" ручкалы) ЭЛТ экранында керекті кернеу lк болғанға дейін жұмыс атқарады. Осыдан номинальды сезімталдылық S төмендегідей анықталады:

S = lк/Uк.

Одан ары "Күшейткіш" ручкасын айналдыруға болмайды.Y осциллографының кірісіне калибровкадан кейін өлшеніп отырған кернеу Uх, вертикаль бойынша 1х мөлшерінде болады және кернеудің ізделініп отырған мәнін есептейді:

Uх = lх/S

Осциллографтың көмегімен кернеуді өлшеу дәлділігі 5...10% аралығында болады.

11.2.2. Лиссажу фигур әдісі арқылы айналмалы токтың жиілігін өлшеу.

Осциллографтың көмегімен жиілікті өлшеу зерттелуші сигналдың жиілігін үлгілі генератордың жиілігмен салыстыру арқылы жүзеге асады. Лиссажу фигур әдісі арқылы жиілікті анықтау кезінде үлгілі жиіліктің кернеуі f - Х күшейткіштің горизонтальды ауытқуына беріледі, ал анықталмаған жиіліктің кернеуі f - У күшейткіштің вертикальды ауытқуына беріледі. Осциллографтың ұңғымасының ішкі генераторы өшіріледі. Үлгілі жиіліктің өзгерілуі Лиссажудың қозғалмайтын фигураларын береді. Фигуралар жиіліктің сандық және фазалық қатынастарына тәуелді.

Бақылаушы фигуралардың көмегімен салыстырылып отырғын жиіліктердің қатынасы фигуралардың түйіні арқылы өтпейтін және әрбір сызықтың фигурамен қиылысуын санап отыратын екі өзара перпендикулярлы векртикальды және горизонтальды сызықтар арқылы анықталады. Фигурамен горизонтальды сызықтың Nг және вертикальды сызықтың Nв қиылысу сандарының қатынасы ЭЛТ-ң пластинасының ауытқуына берілетін периодты сигналдардың қатынасына тең:

Nг/Nв = То/Тх

немесе бұл сигналдардың жиіліктік қатынасы

Nг/Nв = f_X / f₀,

Бұдан

Nг

f_X = ------ * f₀.

Nв

Лиссажу фигурасына мысалдар (сурет. 11.2. қара):