6 Лабораторное задание

6.1 Измерить переменные напряжения с помощью вольтметра В7-28. Оценить инструментальные погрешности измерения переменных напряжений.

6.2 Определить входное сопротивление R_V и входную емкость C_V вольтметра В7-28.

6.3 Провести поверку вольтметра ВЗ-38 или ВЗ-40 в части определения погрешности измерения переменного напряжения при использовании вольтметра В7-28 в качестве образцового. Оценить абсолютную, относи­тельную и приведенную погрешности вольтметра ВЗ-38 или ВЗ-40 при измерении переменного напряжения.

6.4 Провести многократное косвенное измерение коэффициента передачи Кп четырехполюсника с помощью вольтметра В7-28 путем измерения переменных напряжений на входе и выходе четырехполюсника.

6.5 Определить для заданных сигналов различной формы пиковое U_m, среднеквадратическое U_CK, средневыпрямленное U_СВ значения напряжения, коэффициент амплитуды К_а и коэффициент формы К_Ф.

6.6 Снять частотную характеристику остаточного затухания макета М2 с помощью приборов Г4-117, 12XN047.

6.7 Снять амплитудную характеристику остаточного затухания макета М2 с помощью приборов Г4-117, 12XN047.

7 Порядок выполнения

Каждая бригада выполняет работу по номеру варианта, соответствующего номеру бригады.

7.1 Выполнить измерения в соответствии с 6.1 задания к лабораторной работе.

7.1.1 Подготовить к работе генератор Г4-117 и вольтметр В7-28 согласно А.4 приложения А.1 и Б.4 приложения Б соответственно. Переключатель ВОЛЬТМЕТР генератора Г4-117 установить в положение "3V".

7.1.2 Тумблер включения макета М1 установить в выключенное положение, переключатель П1 - в положение "КЗ". Разъем "Вход Г4-117" макета Ml подключить через кабель к разъему "3V" генератора Г4-117, и клеммы входного кабеля Нх и Lxy вольтметра В7-28 соединить с зажимами "Выход В7-28"

7.1.3 Согласно А.5 приложения А установить на генераторе Г4-117 первые значения частоты f и напряжения U, заданные в таблице 7.1. Измерить с помощью вольтметра В7-28 напряжение U_V в режиме ручного выбора пределов согласно Б.5 приложения Б. Значения f, U, U_V, а также предел U_ПР вольтметра В7-28, на котором проводилось измерение, занести в таблицу 7.2.

7.1.4 Повторить операции, приведенные в 7.1.3, для остальных трех частот f и напряжений U, заданных в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Номер бригады (вариант)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,6	0,5	0.4	0,3	0,2
f, кГц	1,0	2,0	3.0	4,0	5,0	1.2	1.5	2,5	3,5	4,5
	6,0	7,0	8,0	9,0	10	12	14	16	18	20
	25	30	35	40	50	60	70	80	90	100
	0,6	0,06	1,0	1,6	0,5	0,09	0,6	2,5	2,2	0,1
U, В	0,08	0,8	0,05	2,4	1,8	0,7	0,06	0,8	1.0	1,8
	3,0	0,1	2,0	0,07	0,6	1,5	0,15	0,07	0,4	0,05
	1,2	2,4	0,8	0.4	0,04	0.1	2,0	3,0	0,08	0,7
UГ , В	1,0	1,5	2,0	2.5	3,0	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
fH, Гц	20	25	30	35	40	40	30	35	25	20
fВ, кГц	40	45	40	55	60	60	55	40	45	50
fП, кГц	0,1	0,2	0,5	1,0	2,0	5,0	10	20	50	100
Тип поверяемого вольт-метра	ВЗ-38	ВЗ-40	ВЗ-38	ВЗ-40	ВЗ-38	ВЗ-40	ВЗ-38	ВЗ-40	ВЗ-38	ВЗ-40
Предел измерения UПР, В	3,0	0,30	1,0	3.0	0,30	1,0	0,30	3,0	1,0	0,30
	0,50	0,05	0,10	0,50	0,05	0,10	0,05	0,50	0,10	0,05
	1,0	0,10	0,30	1,0	0,10	0,30	0,10	1,0	0,30	0,10
UИ, В	1.5	0,15	0,50	1,5	0,15	0,50	0,15	1,5	0.30	0.15
	2,0	0,20	0,80	2.0	0,20	0,80	0,20	2,0	0,80	0,20
	3,0	0,30	1,0	3,0	0,30	1,0	0,30	3,0	1,0	0,30
fM, кГц	20	60	30	10	40	30	50	40	60	10
n	23	21	19	17	15	15	17	19	21	23
PД	0,95	0,99	0,95	0,99	0,95	0,99	0,95	0,99	0,95	0,99

7.1.5 Используя формулы таблицы Б.1 приложения Б и формулу (2.5), рассчитать пределы инструментальных относительных δ_U и абсолютных Δ_U погрешностей измерения напряжений. Результаты расчетов занести в таблицу 7.2.

Таблица 7.2

№ п/п	f, кГц	U, В	UПР, В	UV, В	δU %	ΔU
1
2
3
4

7.2 Выполнить измерения в соответствии с 6.2 задания к лабораторной работе.

7.2.1 Тумблер включения макета Ml установить в выключенное положение, переключатель ПЗ - в положение "R_BX, С_ВХ", переключатель П1 - в положение "КЗ".

7.2.2 Установить на генераторе Г4-117 частоту f_H и напряжение U_Г, заданные в таблице 7.1. Значения U_Г и f_H занести в таблицу 7.3. Измерить напряжение U_ГН с помощью вольтметра В7-28 в режиме автоматического выбора пределов согласно п.5 прил.2. Результат измерения U_ГН занести в таблицу 7.3.

Таблица 7.3

UГ, В

fH, Гц

UГН, В

Ro, кОм

URV, В

RV, кОм

<RV>, кОм

fВ, Гц

UГВ, В

Со, пФ

UCV, В

CV, пФ

<СV >, пФ

560

30

1000

20

270

10

7.2.3 На макете Ml переключатель П1 установить в положение “R₀”, переключатель П2 в положение "560 кОм". Измерить напряжение U_RV с помощью вольтметра В7-28 в режиме автоматического выбора пределов. Результат измерения U_RV занести в таблицу 7.3.

7.2.4 Повторить операции, приведенные в 7.2.3, для положений переключателя «П2» «1 Мом» и «270 кОм».

7.2.5 Используя значения U_ГН, U_RV, R₀ и формулу (2.3), рассчитать значения R_V для трех различных значений R₀ (560 кОм, 1 МОм, 270 кОм) и усредненное значение <Rv>. Результаты расчетов занести в таблицу 7.3.

7.2.6 Установить на генераторе Г4-117 частоту f_B и напряжение U_Г, заданные в табл.7.1. Значение f_B занести в таблицу 7.3. На макете Ml переключатель П1 установить в положение "КЗ" и измерить напряжение U_ГВ с помощью вольтметра В7-28 в режиме автоматического выбора пределов. Результат измерения U_ГВ занести в таблицу 7.3.

7.2.7 На макете Ml переключатель П1 установить в положение "С₀", переключатель П2 - в положение "30 пФ". Измерить напряжение U_CV с помощью вольтметра В7-28 в режиме автоматического выбора пределов. Результат измерения U_CV занести в таблицу 7.3.

7.2.8 Повторить операции, приведенные в 7.2.7, для положений переключателя П2 "20 пФ" и "10 пФ".

7.2.9 Используя значения U_ГВ, U_СV, C₀ и формулу (2.3), рассчитать значения C_V для трех различных значений С₀ (30 пФ, 20 пФ, 10 пФ) и усредненное значение <C_V >. Результаты расчетов занести а таблицу 7.3.

7.2.10 На основании сравнения с пределами допустимых значений входных сопротивления и емкости вольтметра В7-28, приведенными в техническом описании (п.2.5 прил.2), сделать вывод о соответствии измеренных характеристик (R_V , С_V) приведенным в техническом описаний.

7.3 Выполнить измерения в соответствии с 6.3 задания к лабораторной работе.

7.3.1 Тумблер включения макета Ml установить в выключенное положение, переключатель ПЗ - в положение “R_BX, C_BX”.

7.3.2 Подготовить к работе поверяемый вольтметр, тип которого указан в таблице 7.1. (ВЗ-38 или ВЗ-40), согласно В.4 приложения В или Г.4 приложения Г. Подключить кабелем разьем “→)” этого вольтметра с соответствующим разъемом ("ВЗ-38" или "ВЗ-40") макета Ml. Установить на поверяемом вольтметре предел U_ПР, заданный в таблицу 7.1.

7.3.3 Переключатель П1 установить в положение «ПОВЕРКА». Установить на генераторе Г4-117 частоту f_П, заданную в таблице 7.1. Ручкой РЕГ. ВЫХ генератора Г4-117 установить стрелку поверяемого вольтметра на отметку, соответствующую первому значению напряжения U_И, заданному в таблицу 7.1. Затем переключатель П1 установить в положение “КЗ”. Произвести измерение напряжения U₀ с помощью вольтметра В7-28 в режиме автоматического выбора предела. Значения f_П, U_ПР, U_И, U₀ занести в таблицу 7.4.

Таблица 7.4

№ п/п	fП, кГц	UПР, В	UИ,В	U0, В	ΔИ, В	δИ %	γИ %
1
2
3
4
5

7.3.4 Повторить операции, приведенные в 7.3.3, для остальных четырех напряжений U_И, заданных в таблице 7.1

7.3.5 Рассчитать абсолютную Δ_И, относительную δ_И и приведенную γ_И погрешности поверяемого вольтметра, используя формулы (2.4), (2.5) и (2.6). Результаты занести в таблицу 7.4.

7.3.6 Сделать вывод о результатах поверки вольтметра в части определения погрешности измерения напряжения.

7.3.7 Выключить поверяемый вольтметр и отключить его от макета М1.

7.4 Выполнить измерения в соответствии с 6.4 задания к лабораторной работе.

7.4.1 Тумблер включения макета Ml установить в выключенное положение, переключатель ПЗ - в положение «МИ», переключатель ВХОД-ВЫХОД установить в положение ВХОД.

7.4.2 Установить на генераторе Г4-117 частоту f_M и напряжение U_Г, заданные в таблице 7.1.

7.4.3 Ручку УРОВЕНЬ макета Ml установить в крайнее левое положение. Перевести ручку УРОВЕНЬ в положение «1» и отсчитать показание вольтметра В7-28 U_BX в режиме автоматического выбора предела. Переключатель ВХОД-ВЫХОД переключить в положение «ВЫХОД» и отсчитать показание вольтметра В7-28 U_ВbIX в режиме автоматического выбора предела. Значения U_BX и U_BbIX занести в таблицу 7.5. Переключатель ВХОД-ВЫХОД установить в положение «ВХОД».

7.4.4 Повторить операции по 7.4.3 n раз (значение n приведено в таблице 7.1).

7.4.5 Обработать результаты косвенных многократных наблюдений и определить коэффициент передачи четырехполюсника (К_П=U_ВЫХ/U_ВХ) в соответствии с рекомендациями, приведенными в [1,13,14]. Алгоритм обра­ботки привести в отчете по лабораторной работе. Доверительная вероятность Р_Д выбирается из таблицы 7.1. Результат измерений представить в форме, соответствующей требованиям ГОСТ 8.201-76 или МИ 1317-76, и занести в таблицу 7.5.

Таблица 7.5

Номер испытаний	1	2	...	i	…	n-1	n
UВХ, В
UВЫХ, В
Результат измерения	КП= ...; РД= ...

7.4.6 Выключить приборы Г4-117 и В7-28 и отключить их от макета M1.

7.5 Выполнить измерения в соответствии с 6.5 задания к лабораторной работе.

7.5.1 Подготовить к работе вольтметры ВЗ-38, ВЗ-40, В4-12 и осциллограф С1-72 согласно В.4, Г.4, Д.4, Е.4 соответствующих приложений. С помощью кабелей соединить выходные разъемы этих приборов с соответствующими разъемами ("ВЗ-38", “ВЗ-40", В4-12", "С1-72") макета Ml. Переключатель ВАРИАНТ макета Ml установить в положение, соответствующее номеру варианта (бригады), а переключатель ФОРМА СИГНАЛА - в положение 1. Тумблер включения макета Ml установить в положение «ВКЛ.».

7.5.2 Измерить выходные напряжения макета Ml U_В3-38, U_В3-40, U_В4-12 с помощью вольтметров ВЗ-38, ВЗ-4О, В4-12 согласно В.5, Г.5, Д.5 соответствующих приложений. Форму напряжения контролировать с помощью осциллографа С1-72 (Е.5 приложения Е). Повторить измерения для положений 2-5 переключателя ФОРМА СИГНАЛА. Результаты измерений, а также пределы U_ПР В3-38, U_ПР В3-40, U_ПР В4-12 на которых эти измерения проводились, занести в таблицу 7.6.

7.5.3 По результатам измерений, используя формулы (В.1) приложения В, (Г.1) приложения4 и (П5.1) прил.5 определить пиковое U_m, среднеквадратическое U_CK, средневыпрямленное U_СВ значения исследуемых напряжений, а также из формул (2.1) - коэффициенты амплитуды К_а и формы К_Ф. Используя формулу (2.7), значения пределов инструментальных приведенных погрешностей вольтметров ВЗ-38, ВЗ-40, В4-12 (В.2, Г.2, Д.2 приложений В - Д), пределы U_{ПР В4-12,} U_{ПР В3-40,} U_{ПР В3-38,} определить пределы инструментальных относительных погрешностей δU_В3-38, δU_В3-40, δU_В4-12.

7.5.4 Тумблер включения макета Ml установить в выключенное положение. Выключить приборы В4-12, ВЗ-40, ВЗ-38, С1-72 и отключить их от макета Ml.

Таблица 7.6

Номер точки	1	2	3	4	5
Форма сигнала
UВ4-12, мВ
UПР В4-12, мВ
UВ3-40, мВ
UПР В3-40, мВ
UВ3-38, В
UПР В3-38, мВ
Um, В
UСК, В
UСВ, В
Ка
КФ
δUВ4-12, %
δUВ3-40, %
δUВ3-38, %

7.6 Выполнить измерения в соответствии с 6.6 лабораторного задания.

7.6.1 Подготовить к работе генератор Г4-117 и псофометр 12XN047 согласно А.4 приложения А и Ж.4 приложения Ж.

7.6.2 Переключатель ВАРИАНТ макета М2 установить в положение, соответствующее номеру варианта (бригады). Подключить через кабель к разъему ВХОД макета М2 разъем "3V" генератора Г4-117, к гнездам ВЫХОД макета М2 - гнезда симметричного входа ВХОД СИММ. псофометра 12XN047.

7.6.3 Установить выходной сигнал генератора Г4-117 U_Г = 300 мВ и частоту сигнала f_Г = 20 Гц. В псофометре 12XN047 Переключатель режимов измерения установить в положение ЛИН, переключатель пределов измерения - в положение "+10 дБ".

7.6.4 На макете М2 переключатель ВХОД-ВЫХОД установить в положение ВХОД и включить макет М2. Согласно Ж.5 приложения Ж измерить значение уровня входного сигнала Р_ОВХ с помощью псофометра 12XN047. Переключатель ВХОД-ВЫХОД перевести в положение ВЫХОД и измерить значение уровня выходного сигнала Р_ОВЫХ . Результаты измерения Р_ОВХ и Р_ОВЫХ занести в таблицу 7.7.

Таблица 7.7

fГ, кГц	0,02	0,1	0,5	1,0	2,0	5,0	10,0	20,0
PОВХ, дБ
PОВЫХ, дБ
αОСТ, дБ
ΔαОСТ(f), дБ

7.6.5 Перестраивая частоту генератора Г4-117, провести измерения уровней Р_ОВХ и Р_ОВЫХ на всех частотах, заданных в табл. 7.7. Результаты измерений занести в таблицу 7.7.

7.6.6 По результатам измерений выполнить следующие расчеты: определить по формуле (2.14) α_ОСТ и по формуле (2.15) Δα_ОСТ(f) для каждой частоты, на которой проводились измерения (f₀ = 1 кГц).

7.7 Выполнить измерения в соответствии с п.6.7 лабораторного задания.

7.7.1. Установить частоту генератора Г4-117 f₀ = 1 кГц и, последовательно изменяя выходной сигнал генератора по напряжению, как указано в таблице 7.8, измерить значения уровней сигналов Р_ОВХ и Р_ОВЫХ измерений Р_ОВХ и Р_ОВЫХ занести в таблицу 7.8.

7.7.2 По аналогии с операциями, приведенными в 7.6.6, рассчитать α_ОСТ.

7.7.3 Построить характеристику зависимости α_ОСТ от Р_ОВХ: α_ОСТ=f₁(P_ОВХ).

Таблица 7.8

UГ, мВ	3000	2000	1000	500	100	50	10	5	1	0,5
PОВХ, дБ
PОВЫХ, дБ
αОСТ, дБ

7.7.4 Выключить приборы Г4-117 и 12XN047 и отключить их от макета М2.