- •Саратовский государственный технический университет
- •Электроизмерительные приборы
- •Основные теоретические сведения
- •Класс точности и цена деления электроизмерительного прибора
- •Расширение пределов измерения электроизмерительных приборов
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработка результатов Задание 1. Определение погрешностей электроизмерительных приборов установки.
- •Задание 2. Расчёт сопротивления шунта, использованного для расширения пределов измерения амперметра.
- •Задание 3. Расчёт добавочного сопротивления к вольтметру для расширения пределов измерения вольтметра.
- •Электроёмкость конденсатора
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок проведения измерений и обработки результатов Расчёт ёмкости конденсатора методом баллистического гальванометра.
- •Законы постоянного и переменного тока
- •Основные теоретические сведения Законы постоянного тока
- •Законы переменного тока.
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработки результатов Задание 1. Измерение напряжений на разных участках цепи.
- •Задание 2. Проверка закона Ома для участка цепи.
- •Задание 3. Проверка закона Ома для цепи переменного тока с индуктивностью.
- •Магнитное поле
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработки результатов Задание 1. Определение магнитного поля в центре соленоида.
- •Задание 2. Определение зависимости напряженности магнитного поля от расстояния от центра соленоида.
- •Электромагнитные волны
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработка результатов
- •Литература
- •Приложение
- •Вычисление случайной погрешности прямых измерений
- •Метод наименьших квадратов
- •Вычисление полной погрешности измерений
- •Содержание
- •Сведения об экспериментальных установках Лаб. Раб. №5 Электромагнитные волны
Описание установки
Экспериментальная установка дает возможность наблюдения с помощью осциллографа временной задержки между входным и отраженным радиочастотным сигналом, проходящим по имитатору двухпроводной линии.
Блок электроники установки (рис. 5.3) конструктивно состоит из задающего генератора (Г1), формирователя длительности импульсов (Ф1), схемы коммутации и индикации частоты повторения импульсов (S1) и переключателя режимов холостого хода и короткого замыкания (S2), имитатора двухпроводной линии (LT1,LT2). Для измерений можно использовать внешний генератор. Для этого его необходимо подключить к разъёму «Вход ВГ», а тумблер «Выбор частоты» установить в положение «0»
Прямоугольные импульсы с частотой повторения fn, задаваемой внутренним или внешним генератором поступают на вход формирователя длительности импульсаи= (0,50,1) мкс. С выхода формирователя прямоугольные импульсы заданной длительности поступают на вход имитатора двухпроводной линии, собранного на двух линиях задержки. Выход имитатора двухпроводной линии подключен к переключателюS2«ХХ/КЗ», который обеспечивает переключение нагрузки линии в режиме «XX» – холостой ход (разомкнутая линия)RH=и в режиме «КЗ» – короткозамкнутая линияRH= 0.
Рис. 5.3. Принципиальная схема установки |
К входу имитатора двухпроводной линии (точка А) подключается вход осциллографа. При распространении электромагнитных сигналов в двухпроводной линии на экране осциллографа будут наблюдаться прямой и отраженный импульсы, сдвинутые во времени на t= 2–3 мкс.
В зависимости от положения переключателя «ХХ/КЗ» осциллограммы прямого и отраженного импульсов имеют вид такой, как на рис. 5.4.
Порядок выполнения измерений и обработка результатов
1. Подготовить установку к работе. Электронный осциллограф подключить к разъёму «Выход» установки. Включить все устройства. Установить лимб переключателя «ВЫБОР ЧАСТОТЫ» в положение «1» и визуально убедиться в наличии подсветки светодиодного индикатора «l» индикаторной линейки «ЧАСТОТА 100 КГЦ».Установить переключатель «ХХ/КЗ» в отжатое положение и визуально убедиться в наличии подсветки светодиодного индикатора «XX». С выхода генератора при этом подаются импульсы длительностью около 1 мкс. На осциллографе установить ждущий режим развертки с синхронизацией исследуемым сигналом. Полярность знака у ручки управления синхронизацией должна соответствовать полярности импульса, подаваемого на вход осциллографа. Изменяя скорость развертки и амплитуду её синхронизации, добиться получения на экране осциллографа устойчивой картины первичного и отражённого импульса.
а) б) |
Рис. 5.4. Виды осциллограмм. В режиме холостого хода (а), короткого замыкания (б) |
2. Переключателем диапазона частот развертки и регулятором синхронизации добиться устойчивого изображения на экране осциллографа прямого и отраженного импульса в режиме холостого хода (рис. 5.4 а). Пользуясь масштабной сеткой экрана осциллографа, измерить длительность задержки импульса t мкс. Результаты измерений записать в таблицу.
3. Нажать переключатель «ХХ/КЗ» и визуально убедиться в наличии подсветки светодиодного индикатора «КЗ». Настроить осциллограф для измерений. Измерить время задержки импульса tмкс и результат измерения занести в таблицу.
4. Измерения, предусмотренные п.п. 2, 3, провести несколько раз с импульсами различной длительности и различной частоты следования. Данные измерений записать в таблицу.
5. Вычислить среднее значение скорости электромагнитной волны по формуле
, (5.13)
здесь – среднее значение интервала времени.
6. Определить погрешность измерения интервала времени (t) по методу расчета погрешностей прямых измерений (формула (П3).
7. Вычислить погрешность скорости vпо формуле, полученной методом подсчета погрешностей косвенных измерений
. (5.14)
Результаты эксперимента записать в виде .
8. По формуле (5.9) рассчитать теоретическое значение скорости электромагнитной волны и сравнить с экспериментальным.
9. Рассчитать индуктивность L’и ёмкостьC’коаксиального кабеля, используя значения радиусовr1иr2центрального провода и внешней оболочки, по формулам (5.11).
10. Вычислить волновое сопротивление линии
. (5.15)