3. Описания лабораторных работ
3.1. Измерения с помощью осциллографа и вольтметра
Цель работы: ознакомление и приобретение первоначальных навыков работы с осциллографом и вольтметром.
Лабораторное задание
1. Изучите описания осциллографа и милливольтметра и назначение основных ручек управления приборами (см. стр. 19-34).
2. Измерение параметров гармонического напряжения
Вставьте в осциллограф флеш-память. Только после того как флеш-память вставлена, включите осциллограф. Подайте на вход осциллографа напряжение с генератора гармонических сигналов и засинхронизируйте это напряжение (см. стр. 23-25). Убедитесь, что установки запуска соответствуют приведенным на рис. 2.11 (запуск по фронту, источник запуска канал CH1 и т.д.).
Сохраните осциллограмму в формате Image на внешнюю флеш-память1 (см. стр. 26-27). Для набора имени файла в формате .bmp используйте поворотный регулятор Multipurpose: вращая регулятор можно выбрать символ на появившемся на экране изображении клавиатуры, ввод выбранного символа осуществляется нажатием на поворотный регулятор.
По осциллограмме в режиме курсорных измерений (см. стр. 27-29) определите параметры гармонического сигнала: амплитуду гармонического сигнала Um и период повторения Т. Учтите особенности обозначений размерностей величин на осциллографе:
1 s = 1 c;
1 ms = 1 мс = 10–3с (миллисекунда);
1 us = 1 мкс = 10–6с (микросекунда);
1 ns = 1 нс = 10–9с (наносекунда);
1 V = 1 В;
1 mV = 1 мВ = 10–3 В (милливольт);
1 uV = 1 мкВ = 10–6В (микровольт).
Рассчитайте частоту гармонического сигнала f и действующее значение uд по формулам (1.3) и (1.4), соответственно. Полученные значения занесите в соответствующую строку таблицы 3.1.
Определите те же параметры, используя автоматический режим измерений осциллографа (см. стр. 30-32). Результаты занесите в соответствующую строку таблицы 3.1. Сравните результаты измерений в курсорном и автоматическом режимах.
Таблица 3.1
Режим измерений |
Um |
Т |
f |
uд |
Курсорный |
|
|
|
|
Автоматический |
|
|
|
|
С помощью милливольтметра измерьте действующее значение напряжения гармонического сигнала uд. Сравните со значениями последнего столбца таблицы 3.1. Убедитесь в справедливости формулы (1.4).
4. Изучение различных видов синхронизации
Исследуйте, как влияет уровень синхронизации (изменяется вращением ручки TRIGLEVEL) на изображение гармонического сигнала. Сохраните несколько характерных осциллограмм на внешнюю флеш-память. Определите, при каких значениях уровня синхронизации невозможно получить устойчивое изображение сигнала.
Отключите кабель от милливольтметра и подключите ко входу EXT TRIG осциллографа. Измените вид синхронизации с внутренней на внешнюю (см. стр. 24). Добейтесь устойчивого изображения. Сделайте вывод о возможности применения внешней синхронизации.
5. Калибровка осциллографа
Выполните автоматическую калибровку осциллографа согласно описанию прибора (стр. 32).
Соедините коаксиальным кабелем разъем для компенсации пробника2 с входным разъемом одного из каналов СН1/СН2. Наблюдайте осциллограмму. Проведите измерения амплитуды (высоты) и частоты наблюдаемого сигнала, сравните с указанными под разъемом значениями. Занесите данные в таблицу 3.2.
Сохраните полученное изображение осциллограммы и, сравнив его с осциллограммами на рисунке 3.1, сделайте выводы.
Таблица 3.2.
|
частота, Гц |
амплитуда, В |
измеренные |
|
|
заданные |
|
|
Рис. 3.1. Отображаемые осциллограммы компенсации пробника
6. Покажите отчет преподавателю.
7. Выключите измерительные приборы.
Контрольные вопросы
1. Каким образом осуществляется формирование изображения входного гармонического напряжения на экране осциллографа?
2. Что такое цена деления масштабной сетки осциллографа? Можно ли ее изменить?
3. Какова наименьшая цена деления масштабной сетки по горизонтальной оси?
4. Что такое синхронизация в осциллографе, и для чего она необходима? Чем отличается внутренняя синхронизация от внешней? При каком виде синхронизации требуется подача дополнительного напряжения, и на какой из входов осциллографа это напряжение должно быть подано?
5. Как производится измерение амплитуды гармонического напряжения? Какое наибольшее значение амплитуды гармонического напряжения может быть измерено при помощи данного осциллографа?
6. Как с помощью осциллографа измерить частоту гармонического напряжения?
7. Как осуществляется выбор шкалы для отсчета показаний вольтметра? Что такое предел шкалы измерения?
8. Какие ограничения накладываются на частоту гармонического напряжения, измеряемого вольтметром?
9. Можно ли проводить данным вольтметром измерения напряжения в цепи постоянного тока? Как провести такие измерения при помощи осциллографа?
10. Как связаны между собой эффективное и амплитудное значения гармонического напряжения?