Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лаба №4.2

.docx
Скачиваний:
25
Добавлен:
09.07.2021
Размер:
2.15 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

(ТУСУР)

Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП)

Отчет по лабораторной работе №4 по

дисциплине: "Метрология и технические измерения"

«Исследование цифрового вольтметра с время-импульсным

преобразователем»

Выполнили:

студенты гр. З-66

__________ Коновалова А.В.

______________ Чиркин О.Д.

____________ Шерстюк П.В.

«____» ____________2019 г.

Проверил:

старший преподаватель кафедры КСУП

____________ К. К. Жаров

«____» ____________2019 г.

Томск 2019

Введение

Цель работы: Целью настоящей работы является изучение принципа работы цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием, изучение причин возникновения некоторых погрешностей и методов их устранения.

2.Описание экспериментальной установки

Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием изображена на рис. 2.1.

  • состав вольтметра входят: блок управления БУ; аналого-цифровой преобразователь АЦП; входное устройство ВУ; отсчетное устройство, имеющее в своем составе счетчик импульсов с индикаторами состояний триггеров; дешифратор и десятичный индикатор измеряемого напряжения.

ОУ

БУ

десятичный

индик.

индикатор

сч-чика

ГЛИН

дешифратор

счетчик

К

СУ 1

схема

ТР

поляр.

ГОЧ

СУ 2

АЦП

ВУ

Рисунок 2.1 - Схема цифрового вольтметра.

3.Результаты работы и их анализ

3.1 С помощью осциллографа сняли временные диаграммы напряжений в контрольных точках К2—К11.

Рис. 3.1 - Сигнал БУ при прямой и обратной полярности

Рис. 3.2 - Сигнал ГЛИН при прямой и обратной полярности

Рис. 3.3 - Сигнал СУ1 при прямой и обратной полярности

Рис. 3.4 - Сигнал СУ2 при прямой полярности

Рис. 3.5 - Сигнал СУ2 при обратной полярности

Рис. 3.6 - Сигнал разрешающего триггера при прямой полярности

Рис. 3.7 - Сигнал разрешающего триггера при обратной полярности

Рис. 3.8 - Сигнал ГОЧ (ки=10мкС)

Рис. 3.9 - Подаваемые на счётчик импульсы ГОЧ при прямой полярности

Рис. 3.10 - Подаваемые на счётчик импульсы ГОЧ при обратной полярности

Рис. 3.11 - Сигнал первого триггера счётчика младшего разряда при прямой полярности

Рис. 3.12 - Сигнал первого триггера счётчика младшего разряда при обратной полярности

Рис. 3.13 - Сигнал схемы полярности при прямой полярности

Рис. 3.14 - Сигнал схемы полярности при обратной полярности

3.2 Провели измерения трёх значений входного напряжения и записали их в двоично-десятичном коде:

При U = 7 B:

0111 0000 0000

7= 0*23+1*22+1*21+1*20 = 0+4+2+1= 7

0= 0*23+0*22+0*21+0*20 = 0+0+0+0 =0

0= 0*23+0*22+0*21+0*20 = 0+0+0+0 =0

При U = 6,56 B

0110 0101 0110

6 = 0*23+1*22+1*21+0*20 = 0+4+2+0 = 6

5 = 0*23+1*22+0*21+1*20 = 0+4+0+1 = 5

6 = 0*23+1*22+1*21+0*20 = 0+4+2+0 = 6

При U=9,56 В

1001 0101 0100

  1. = 1*23+0*22+0*21+1*20 = 8+0+0+1 = 9

5 = 0*23+1*22+0*21+1*20 = 0+4+0+1 = 5

6= 0*23+1*22+1*21+0*20 = 0+4+2+0 = 6

3.3 Определили влияние изменения частоты ГОЧ на показание вольтметра.

Сняли значения входного напряжения при разных ГОЧ, вычислили абсолютное и относительное изменение показаний, результаты занесли в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Полярность

U1, В

U2, В

∆ U, В

δ Uf %

Прямая

7,00

6,8

0,2

2,86

Обратная

7,00

6,8

0,2

2,86

δf = = = = 2,4%

3.4 Определение влияния наклона напряжения ГЛИН на показания вольтметра:

Рис. 3.15 - Сигнал ГЛИН при К1

Рис. 3.16 - Сигнал ГЛИН при К2

Определили коэффициент наклона К по формуле:

К=

где: А - размах пилообразного напряжения, мм; Ku - коэффициент отклонения по вертикали, В/дел;

tn - длительность прямого хода пилообразного напряжения, мм;

Kp - коэффициент развертки мс/дел.

К1 = = 37,5 В/с

К2 = = 42,85 В/с

Относительное изменение коэффициента наклона пилообразного напряжения определено по формуле:

1

где K1 и K2 – коэффициенты наклона линейно-изменяющегося напряжения при положениях 1 и 2 переключателя П2.

Находим абсолютное изменение напряжения ∆U при изменении наклона сигнала ГЛИН по формуле:

∆U=U2 – U1

Для прямой полярности:

∆U=6,16 – 7= –0,84 В

Для обратной полярности:

∆U= –6,16 + 7= 0,84 В

Относительное изменение напряжения δU определяем по формуле:

δU =

=

Для прямой полярности:

δU = =12%

Для прямой полярности:

δU = =12%

Результаты эксперимента занесены в таблицу 3.2

Таблица 3.2

Полярность

U1, В

U2, В

∆ U, В

δ UК%

Прямая

7

6,16

0,84

12

Обратная

7

6,96

0,84

12

Заключение:

В данной работе был изучен принцип работы цифрового вольтметра с время – импульсным преобразованием, а так же факторы, вносящие погрешность в его показания, связанные с принципом работы. Наибольшее влияние оказывают отклонения угла наклона сигнала ГЛИН. Возможным решением данной проблемы представляется сокращение периода прямого хода, а также стабилизация работы ГЛИН посредством усовершенствования элементной базы и применением более совершенных схемотехнических решений, менее подверженных влиянию помех. Вторым фактором является зависимость показаний от частоты ГОЧ. Учитывая назначение ГОЧ в данном типе приборов, возможным способом снизить влияние отклонений частоты ГОЧ, помимо применения более совершенной элементной базы и помехоустойчивой схемы, можно увеличить частоту выходных импульсов ГОЧ.

2

Соседние файлы в предмете Метрология