Задание 2
Вопрос 2.1.
Нарисуйте структурную схему и опишите назначение блоков аналогового вольтметра:
а) для нечётных вариантов – электронного вольтметра для измерения переменного напряжения типа "усилитель-преобразователь".
б) для чётных вариантов – электронного вольтметра для измерения переменного напряжения типа " преобразователь - усилитель ".
Назовите и объясните достоинства и недостатки рассмотренного прибора.
Вопрос 2.2
При помощи трех вольтметров измерено напряжение.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Измерено вольтметром первым Uизм 1 (В) |
0,123 |
26,5 |
4,12 |
0,37 |
1,1 |
0,1 |
3,2 |
0,52 |
10,3 |
1 |
Измерено вольтметром вторым Uизм 2(мВ) |
125 |
26300 |
4100 |
330 |
1000 |
99 |
3250 |
540 |
10500 |
880 |
Измерено вольтметром третьим Uизм 3(В) |
0,12 |
27 |
4,2 |
0,4 |
1,15 |
0,13 |
3,0 |
0,5 |
10,1 |
1,1 |
Определить абсолютную и относительную погрешности каждого вольтметра
Вопрос 2.3.
Выбрать шкалу индикатора и предел измерения (переключатель делителя напряжения) для предполагаемого измеряемого напряжения.
Шкалы индикатора:
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Предпола-гаемое измеряемое напряже-ние Uизм |
0,15 (В) |
50 (мВ) |
800 (мВ) |
2 (В) |
8 (В) |
7,5 (мВ) |
0,6 (В) |
180 (мВ) |
25 (мВ) |
20 (В) |
Индикатор имеет две шкалы: на 10 и 30 делений.
Пределы измерений: 10 мВ; 30 мВ; 0,1 В; 0,3 В; 1 В; 3 В; 10 В; 30 В.
Вопрос 2.4.
Нарисуйте структурную схему и временную диаграмму, поясняющую работу схемы цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием.
Поясните назначение каждого устройства схемы.
Назовите и объясните достоинства и недостатки рассмотренного прибора.
Каким образом погрешность измерений можно уменьшить?
Теоретический материал для Задания 3 Измерители уровней
Измерителями уровней называются измерители абсолютного уровня по напряжению.
Уровни характеризуют связь между напряжениями (уровни по напряжению); токами (уровни по току) или мощностями (уровни по мощности) в различных точках схемы.
В зависимости от выбора этих точек уровни делятся на:
1) относительные;
2) абсолютные;
3) измерительные.
Относительные уровни характеризуют связь между любыми двумя точками и определяются с помощью следующих выражений:
а) Относительный уровень по мощности:
где
L – обозначение уровней;
дБ – децибелы относительные единицы, в которых измеряются уровни;
M – показывает, что уровень по мощности;
– показывает, что
уровень определяется в точке 1 относительно
точки 2.
Р1, Р2- мощности в 1-ой и 2-ой точках схемы.
б) Относительный уровень по напряжению:
в) Относительный уровень по току:
Абсолютные уровни характеризуют связь между величинами в рассматриваемой точке и абсолютным (эталонным) значением. Абсолютные уровни определяются с помощью следующих выражений:
а) Абсолютный уровень по мощности:
б) Абсолютный уровень по напряжению:
в) абсолютный уровень по току:
В приведённых выражениях абсолютные уровни определяются в точке 1
Po – абсолютное значение мощности всегда равное 1 мВт.
Uo
– абсолютное значение напряжения
является функцией сопротивления и
определяется из выражения:
Io
– абсолютное значение тока является
также функцией сопротивления и
определяется из выражения:
При определении абсолютных уровней обычно пользуются сопротивлениями 600 Ом, 135 Ом, 75 Ом.
Составим таблицу абсолютных значений для них:
-
R (Ом)
Po (мВА)
Uo (В)
Io (mA)
600
1
0,775
1,29
135
1
0,368
2,72
75
1
0,274
3,65
Измерительные уровни характеризуют связь между величиной в рассматриваемой точке и началом цепи, к которой подключён нормальный генератор.
Нормальным генератором называется синусоидальный генератор, вырабатывающий сигнал с частотой 800 Гц, который имеет выходное сопротивление 600 Ом и при условии согласованной нагрузки имеет выходную мощность 1 мВт, выходное напряжение 0,775 В, выходной ток 1,29 mА.
Измерительные уровни определяются с помощью следующих выражений:
а) Измерительный уровень по мощности
б) Измерительный уровень по напряжению
в) Измерительный уровень по току
Все уровни связаны между собой определённой зависимостью.