MSiS-2019_ch2

Другим способом измерения амплитуды сигнала является применение пиковых (амплитудных) детекторов (рис. 5.1).

Пиковый (амплитудный) детектор – устройство, напряжение на выходе которого соответствует максимальному (амплитудному) значению измеряемого сигнала.

В моменты времени, когда на вход поступает положительная полуволна, конденсатор С заряжается через диод, сопротивление которого в открытом состоянии мало. Постоянная времени заряда мала, и заряд конденсатора до максимального значения происходит быстро. За время отрицательной полуволны конденсатор С разряжается, так как сопротивление нагрузки выбирается достаточно большим (50 ... 1000 МОм). Таким образом, постоянная разрядка оказывается значительно больше периода переменного напряжения. В результате конденсатор остается заряженным до напряжения, близкого к входному.

D

а– схема пикового детектора с открытым входом;

б– форма кривой напряжения на выходе пикового детектора

30

Из изложенного следует, что чем меньше период исследуемого сигнала (чем выше частота), тем точнее выполняется равенство Uc = Um. Этим объясняются высокочастотные свойства детектора.

5.2.Порядок выполнения работы

1)Собрать схему согласно рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема для исследования:

PV1 – мультиметр Sanwa в режиме переменного напряжения; PV2 – мультиметр Mastech в режиме постоянного напряжения 20 В

На вход генератора подключить канал А USB-осциллографа, а на вход PV2 – канал B.

2) Задать синусоидальную форму входного сигнала. Действующее значение напряжения установить 3 – 5 В (контролировать по вольтметру PV1), а частоту 50, 100 или 200 Гц по заданию преподавателя.

3) Запустить на компьютере программу «Цифровой осциллограф DOSC- DLA». При необходимости ознакомиться с интерфейсом программы, для чего в меню «Справка» выбрать пункт «Помощь». В появившемся окне справки изучить пункты «Интерфейс» и «Режим работы/Осциллограф».

На вкладке «Осциллограф» выбрать режим линейной развертки, нажав кнопку «Т». Задать размах шкалы напряжения канала А при помощи ручки настройки «Канал A (Вольт/дел.)» и аналогично – канала В. Задать коэффициент развертки при помощи ручки настройки «Время (с/дел.)» (рис. 5.3).

4) Проконтролировать форму кривой напряжения на осциллографе и сигнал, формируемый пиковым детектором, и зафиксировать их в отчет в масштабе (достаточно одного периода). Определить амплитуду, период, частоту сиг-

31

нала по осциллограмме, амплитуду напряжения по PV2 и действующее значение по PV1. Рассчитать коэффициент амплитуды по формуле:

где U и Um – соответственно действующее и амплитудное значения напряжения.

Рис. 5.3. Внешний вид панели USB-осциллографа

При этом расчет выполнить для двух случаев: в первом в качестве амплитудного напряжения взять показания РV2, а во втором – показания осциллографа.

5) Занести результаты в табл. 5.1.

6)Повторить опыт для прямоугольного и треугольного сигналов.

7)Сделать вывод о том, как форма сигнала влияет на коэффициент амплитуды.

5.3.Контрольные вопросы

1)Пояснить принцип работы пикового (амплитудного) детектора.

2)Пояснить, как измерить период и частоту сигнала с помощью осцил-

лографа.

32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из направлений повышения качества учебного процесса является использование компьютерных и интерактивных технологий во всех видах занятий, в том числе при подготовке и проведении лабораторных работ по разделу исследования методов и средств измерения, включая применение компьютерных технологий.

Лабораторные работы с использованием «Электрические измерения и основы метрологии вариант настольный с компьютерным управлением» (ЭИМ НК) модернизированы с целью полного перехода данного вида занятий на новые формы с использованием компьютерных технологий. Данный комплекс лабораторных работ является составной частью учебного плана по всем направлениям и специальностям подготовки, содержащим дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», «Автоматизация измерений, испытаний и контроля» в Омском государственном университете путей сообщений (ОмГУПСе).

Апробация модернизированных лабораторных работ на стендах ЭИМ НК проведена на кафедре «Теоретическая электротехника» ОмГУПСа в 2016 – 2017 учебном году, она показала преимущества данного подхода, так как использование современных цифровых, аналоговых и компьютеризированных средств измерения дает практическое представление обучающимся по широкому диапазону использования методов и средств измерений. Кроме того, выявлена необходимость дальнейшей работы по созданию новых разделов преподаваемых дисциплин и новых интерактивных форм, сопровождающих проведение лабораторных и практических занятий.

33

Библиографический список

1. Метрология и электрические измерения: Учебное пособие. Часть 2. Методы и средства электрических измерений / А. Л. К а ш т а н о в, А. А. К о м я к о в и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 86 с.

2.К у з н е ц о в А. А. Методы и средства измерений испытаний и контроля: Учебное пособие / А. А. К у з н е ц о в, О. Б. М е ш к о в а, Т. А. Т и г е е в а / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. Ч. 1, 2. 144 с.

3.К у з н е ц о в А. А. Применение комплекса NI ELVIS для исследования первичных измерительных преобразователей: Методические указания к выполнению лабораторных работ / А. А. К у з н е ц о в, Д. В. П а ш к о в / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2012. 37 с.

А. Г. С е р г е е в. М.: Юрайт, 2019. 324 с.

6.Т а р т а к о в с к и й Д. Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник / Д. Ф. Т а р т а к о в с к и й, А. С. Я с т р е б о в. М.: Высшая школа, 2008. 213 с.

7.Н е ф е д о в В. И. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник / В. И. Н е ф е д о в. М.: Высшая школа, 2005.

599 с.

8.Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте: Материалы III всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте» / Под ред. С. М. О в ч а р е н к о / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2018. 406 с.

34

Учебное издание

КУЗНЕЦОВ Андрей Альбертович, КОМЯКОВ Александр Анатольевич, КАШТАНОВ Алексей Леонидович, КУЗЬМЕНКО Антон Юрьевич

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

КВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»

НА СТЕНДАХ ЭИОМ

Часть 2

Редактор Н. А. Майорова

***

Подписано в печать 11.06.2019. Формат 60 84 116 .

Офсетная печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,2. Уч.-изд. л. 2,4. Тираж 100 экз. Заказ .

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

35