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

книги из ГПНТБ / Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник

.pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.82 Mб
Скачать

лосе (50 Гц) от — 11 до + 3 Вп

(от —95,7 до +26 дБ),

а при широкой полосе (3100 Гц)

от — 10 до + 3 Нп (от

—87 до +26 дБ). Основная погрешность прибора по уровню ±0,01 Нп (0,1 дБ); а по частоте ±(1 -10 -в/ + + 20 Гц). Такого же порядка и дополнительные погреш­ ности. Избирательность прибора для узкой полосы 61 дБ

при

расстройке ±300

Гц и более 78 дБ при

расстройке

± 4

кГц.

Для

широкой полосы более

69,5 дБ при рас­

стройке

± 2

кГц и

более 82,5 дБ

при

расстройке

±24 кГц. Затухание зеркальных частот более 61 дБ, за­ тухание собственной нелинейности Не менее 78,5 дБ;

в) ИЧХ-2,1 — измеритель частотных характеристик, предназначенный для измерения и наблюдения неравно­ мерностей частотных характеристик затухания совме­ стно с ИГ-2,1, работающим в режиме ГКЧ. Благодаря применению дискретных способов измерения А Ч Х в при­ боре достигнута высокая точность отсчета (±0,1 дБ);

г) ИУО-25 — опорный измеритель уровня, предназ­ наченный для измерений напряжения с повышенной точ­ ностью, калибровки измерителей уровня и установки вы­ ходных уровней генераторов в точке 0 дБ (0,775 В ). Он позволяет измерять напряжение постоянного и перемен­ ного токов в диапазоне 20 Гц—25 МГц в пределах от

—40 до

+10 дБ (через 5 дБ). На

отметке 0,0 дБ

при­

бор

соответствует

классу точности

1,0 в диапазоне

до

10

МГц

и классу

точности 1,5 в

диапазоне от

10

до

25 МГц. В приборе предусмотрена защита термопреоб­ разователя от перегрузок и возможность градуировки на постоянном токе;

д) ФВЧ-2,1 и ФНЧ-2,1 — октавные переключаемые измерительные фильтры с характеристическими сопро­

тивлениями

150 Ом (при

использовании средней

точки

75 Ом) и

затуханием в

полосе задерживания

более

61 дБ; затухание собственной нелинейности фильтров по второй и третьей гармоникам более 113 дБ. Они позво­ ляют измерять затухания нелинейности всех вч систем в диапазоне до 2,1 МГц;

е) МЗ-2,1 — магазин затуханий, состоящий из четы­ рех ступеней: 0—50; 4 Х Ю ; 10x1; 10X0,1 дБ. Его основ­ ная погрешность — 0,1—0,2 дБ;

ж) КП-2,1 — коммутационная панель, позволяющая измерять рабочее затухание и усиление, переходное за­ тухание, затухание нелинейности, а также Снимать ам­ плитудно-частотные характеристики. Крдмё коммутаци­ онных элементов, на панели имеются термоэлектриче­

220

ский вольтметр п согласовывающие и симметрирующие трансформаторы. К пульту прилагаются экранирован­ ные шнуры как для измерения симметричных, так и для измерения коаксиальных цепей.

 

З А Д А Ч И

 

 

 

 

132.

В цепи

с сопротивлением

100 О.м

протекает

ток

силой

U) мА. Какова систематическая погрешность измерения этой силы

тока (абсолют-иая

Д и относительная

б), обусловленная

включением

в цепь

миллиамперметра с сопротивлением:

а) 10; б)

20;

в) 50;

г) 5; д) 200 Ом? Как изменились бы величины этих погрешностей,

если бы при той же силе тока сопротивление цепи было бы 40; 1000;

10 000 Ом?

 

 

 

 

133. Магнитоэлектрическим прибором класса точности 2,5 с пре­

делом измерений 0,6 А

измерены токи: а) 400; б) 250; в) 100; г)

50;

д) 10; е) 500 мА. Какова предельная основная (абсолютная

Д и

относительная б) погрешность каждого из замеров?

 

134. В цепи с сопротивлением 600 Ом проверить силу тока по­

рядка 10 мА. Имеются

два прибора магнитоэлектрической системы:

П класса

точности

0,5

с пределом .измерений 100 мА и сопротив­

лением 100

Ом; 2)

класса точности 2,'5 е пределом измерений 25

мА

и сопротивлением 50 Ом. При помощи какого прибора получим бо­ лее точный результат?

135. Миллиамперметром с пределом измерений 10 мА и сопро­ тивлением 20 Ом измерить ток 100 мА. Рассчитать сопротивление

шунта.

 

 

 

 

136*

Произвести

поверочный

расчет добавочных

сопротивлений

и шунтов

в приборе

М-82 класса

точности 0,5 і(,рис.

10.17) для всех

Рис. 10.17

221

пределов измерений («роме 0,015 мА, полагая его верным). Найти

сопротивление прибора

при каждом пределе измерений и потерю

в нем мощности.

 

137* 1) Найти (в

процентах) систематическую погрешность из­

мерений напряжения, обусловленную

.недостаточностью сопротивле­

ния вольтметра IRv на нагрузочном

сопротивлении Я п при сопро­

тивлении источника Я г

(рис. 10.18)

и сопротивлении предшествую­

щего участка цепи R a,

Ом.

 

Rr

Яц

Ян

Rv

а )

б)

в )

г )

д )

е )

ж )

з)

и)

к )

0

1 0 0

6 0 0

3 0 0

1 3 5

6 0 0

10

5 0

1 4 0 0

6 0 0

0

0

0

6 0 0

1 3 5

1 3 5

1 35

6 0 0

0

1 2 0 0

6 0 0

6 0 0

1 4 0 0

6 0 0

6 0 0

1 4 0 0

1 3 5

6 0 0 0

1 4 0 0

1 3 5

6 0 0

6 0 0

6 0 0

6 0 0 0

6 0 0

6 0 0

6 0 0

8 0 0 0

6 0 0

6 0 0

2) Показать, что зависимость относительной погрешности б от

величины Raf'Ra для условий задачи

132

идентична зависимости

такой же погрешности

для условий

нашей

задачи от

.величины

-С=Э

R y IR'b, оде

R'n

сопротивление парал­

лельного соединения

(Rг -Н?ц)

и Ra- Пост­

 

 

роить график этих зависимостей.

Ну

 

 

 

 

 

____I

Рис. '10.18

 

 

 

 

138. Магнитоэлектрическим вольтметром класса точности К с пределом измерений ІІПр. В, измерены напряжения U і и Uz, В. Най­ ти предельную основную (абсолютную Д и относительную б) пог­ решность для каждого из замеро-в.

 

а )

б)

в )

г )

д )

е)

ж)

з )

и)

к )

К

0 , 5

1 . 0

1 , 5

2 , 5

1 , 5

0 , 2

1 , 0

1 , 5

2 , 5

0 , 1

и„р

0 , 1 5

1 5 0

2 0 0

5 0

2 , 5

0 , 1

3 0 0

1 5 0

7 5

2 5

Ul

0 , 1 0

3 5

4 0

10

0 , 5

0 , 0 4

4 0

2 5

15

8

Uz

0 , 0 5

7 5

8 0

2 5

1 , 5

0 , 0 2

2 0

10

3 0

2 0

139. Имеются

.два

вольтметра

магнитоэлектрической системы:

1) на

100 В

класса

точности 1,5

с внутренним

сопротивлением

50 000

Ом;

2) я.а

50

В

класса точности 2,5 с

сопротивлением

2Э000 Ом. Каким вольтметром точнее измерится напряжение поряд­

ка

40 В на сопротивлениях R B пунктов а)— к) задачи № 137 при

Rr

и Яц, указанных в той же задаче?

2 2 2

NO. Имее+ся вольтметр .на 16 6 сопротивлением 7500 Ом. Какие нужно включить добавочные сопротивления, чтобы расширить пре­ делы измерений до: а) 75; б) 160; в) 300; г) 30; д) 60 В?

141* Произвести поверочный расчет шунтов и добавочных со­ противлений для мнлливольтміиллиамперметра М-82 (р.ис. 10.19), по­ лагая сопротивление измерительного механизма (125 Ом) верным.

тон

Рис. 10.19

142.Нарисовать схему линейного детекторного вольтметра с

двухполупериодным выпрямлением по мостовой схеме и пояснить

ееработу.

443.Для схемы рис. 10.20 оп­

ределить

 

систематическую

по­

 

 

 

 

 

грешность

измерения

силы

тока,

 

 

 

 

 

протекающего

через

сопротивле­

 

 

 

 

 

ние Я, кОм, возникающую

из-за

 

 

 

 

 

наличия

паразитных

емкостей

C t

 

 

 

 

 

и Cs,

пФ,

при частоте f, кГц.

 

Рис. 10.20

 

 

 

144.

Для

схемы

 

рис.

10.21

 

 

 

 

 

 

 

'*)

 

б)

 

в)

 

г)

д)

е)

ж)

з)

и)

К)

Я

 

50

 

20

 

40

 

60

80

30

70

90

100

10

f

400

 

300

500

200

100

400

100

150

300

400

Cl

 

5

 

10

 

20

 

5

10

20

10

15

10

20

С2

 

5

 

10

 

20

 

5

10

6

20

4

10

6

2 2 3

 

 

 

 

 

определить

систематическую по­

 

 

 

 

 

грешность, возникающую из-за

 

 

 

 

 

паразитной емкости входных за­

 

 

 

 

 

жимов вольтметра при частоте /,

 

 

 

 

 

кГц,

полагая

активную

состав­

 

 

 

 

 

ляющую

его

входного

сопротив­

 

 

 

 

 

ления

пренебрежимо

 

большой

 

 

 

 

 

(Ri и

Rz,

кОм).

 

 

 

 

а )

б)

в )

г)

д )

 

е )

ж)

 

з )

и)

 

10

10

5

2 5

5

 

8

10

 

10

6

R2

10

1

10

10

2 0

 

2 0

15

 

2 0

1

f

5 0 0

5 0 0

4 0 0 0

2 5 0

1 0 0

5 0 0

2 0 0

3 0 0

3 0 0

С, пФ

10

2 0

10

10

15

 

5

8

 

4

10

145. Выразить в омах на вольт входное сопротивление вольт­ метра с пределом измерений ■ ££„р, если ток .полного отклонения стрелки равен 1, мА.

 

а )

 

б)

в )

г )

д )

е )

ж )

з )

и)

к )

££п р

15

м В

15 В

1 5 0 В

3 0 0 В

1 , 5 В 6

В

3 0 0 м В

1 В

150 м В

3 В

/

0 , 1

1

3

3

15

3

0 , 5

3

0 , 2 0 , 1

146*.

При

десятикратной

проверке

 

номинальных

показаний

вольтметра ££„ по образцовому прибору (класс точности которого

много выше —

не

менее чем втрое) получены показания

последне­

го U і , 2 , з, 4 и

т. д.

Найти систематическую погрешность

проверяе­

мого вольтметра, определить среднюю квадратичную случайную пог­ решность а, максимально возможную случайную погрешность, пре­ дельную общую погрешность. Определить класс точности, к которо­

му

можно

было

бы отнести

поверяемый прибор:

а)

££„ =

8 В;

б) £/„=3 В;

в) ££„=25 В;

г) ££„ = 50 В.

 

 

 

 

 

 

 

и 1

££а

и 3

Щ

и 6

££в

££,

 

и 3 и 9 ££ю

а )

8 , 2 0

8 , 1 5

8 , 2 5

8 , 1 0

8 , 1 8

8 , 2 4

8 , 3 2

 

8 , 0 5

8 , 1 4

8 , 3 7

б)

2 , 9 0

2 , 9 5

2 , 7 5

2 , 7 0

2 , 7 9

2 , 9 5

2 , 8 1

 

2 , 7 2

2 , 7 5

2 , 8 8

в )

2 5 , 1 0

2 5 , 4 0

2 4 , 6 0

2 4 , 8 0

2 5 , 6 0

2 5 , 0 0

2 3 , 9 0 2 4 , 5 0

2 5 , 8 0 2 6 , 0 0

г )

4 9 , 0 0

4 9 , 5 0

4 9 , 5 0

4 9 , 8 0

4 9 , 3 0

4 9 , 2 0

4 9 , 9 0

4 9 , 4 0

4 9 , 5 0

4 9 , 2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

147. Куда следует включить миллиамперметр при измерениях си­ лы тока на высоких частотах по схемам рис. 10.22а и 10.226. П о ­ чему?

224

Рис. 110.22

 

 

 

 

 

 

Рис. 10.23

 

148.

В

схеме

рис.

10.23

емкость

контура С , пФ, индуктивность

L, мюГ. Емкость зажимов миллиамперметра относительно земли С і =

— Сг, лФ. Найти

абсолютные и относительные изменения резонансной

частоты контура из-за наличия паразитных емкостей Сі и С 2

(индук­

тивностью

и

активным

сопротивлением

миллиамперметра

прене­

бречь). Как правильнее включить миллиамперметр?

 

 

 

 

 

а )

б)

в )

г )

д )

е )

ж)

з )

 

 

L

5 0 0

3 0 0

2 0 0

4 0 0

5 0 0

8 0 0

1 0 0

1 0 0

 

 

С

2 0 0

4 0 0

2 0 0

2 0 0

3 0 0

2 0 0

5 0

4 0

 

 

 

5

7

1 0

10

8

6

4

6

 

149. Что покажут вольтметры различных систем '(проградуиро­ ванные в действующих значениях синусоидального напряжения):

пиковый (А), линейный детекторный !(Д ), термоэлектрический

(К),

■ магнитоэлектрический і(М), если на

их вход подано напряжение си­

нусоидальной формы, имеющее: а)

амплитуду t/мако =20;

0,3;

50 В;

б) действующее значение (1Л = 0,5;

40; 6 В ; в) средневылрямленное

значение для двухполупериодного

выпрямителя UCTl2= 1-5;

.1; 90 В;

г) средневыпрямленное значение для одиополулериодного

выпрям­

ления U ср і= ’5; 16; 0,16 В?

-

 

 

150. Линейный детекторный миллиамперметр с пределом (изме­ рений 150 мА, проградуированный в действующих значениях сину­ соидального тока, включен в цепь 'Постоянного тока /. Что он пока­

жет при I, равном: а) 30 мА; б) 50 мА; в)

75 .мА; г) 4 мА; д) 16 мА?

151. Некоторое напряжение измерено

четырьмя вольтметрами

(А, Д , К , М ), указанными в задаче № 149. Найти по их показаниям

коэффициент амплитуды и коэффициент формы кривой измеряемо­ го напряженіи я, полагая, что все вольтметры имеют одинаковую ос­ новную и дополнительные погрешности.

 

а )

б)

в )

г )

д )

е )

ж)

з )

и)

к )

л )

м)

 

 

 

А

5

10

15

2 0

4 0

6 0

2 5

2

0 , 5 9 0

3 0

5 0

Д

4 , 2

9

10

1 5

3 2

5 8

2 0

1 , 5

0 , 3

6 5

2 8

4 2

К

4

1 0

12

18

3 6

5 6

2 2

1 , 6 0 , 4

7 0

2 6

4 4

М

 

 

 

н о л ь д л я в с е х с л у ч а е в

 

 

 

8 - 3 0 1

2 2 5

152.Сколько Покажу4 (пр.и равных основных я дополнительных

Погрешностях) вольтметры

разных систем (А, К, М , Д (,

Д

2,

см.

за­

дачу № 149. Индекс у Д і

означает однополупериодиое,

а

у

Д 2

двухполупериодное выпрямление), если кривые измеряемого напря­

жения имеют вид, показанный

на рис.

10.24 при

длительности

пе­

риода Г = 2 0

мс и длительности импульса т?

 

 

 

 

 

 

 

а )

б)

в )

г)

д )

е)

 

ж)

з )

и)

к )

л)

б^максі В

6

6

6

8

8

8

 

8

1 0

1 0

1 0

2 0

т, МС

2

4

6

6

4

2

 

8

6

4

1 0

8

 

 

 

т

 

153*.

То

же и для тех же дан­

имакс

 

 

 

ных,

что

и

в задаче

152,

но

 

 

 

 

кривая рис. 10.25: а) для прибо­

 

 

Т______^

t

ров с открытым входом при пря­

 

 

мой и обратной полярности вклю­

 

 

 

 

 

чения; б) для приборов с закры­

 

 

 

 

 

тым входом '(также для прямой и

Рис. 110.24

 

 

 

 

обратной

полярности

включения).

Рис. 10.25

154. Для условий задачи № 137 определить систематическую погрешность в децибелах и иеперах.

155.Каков должен быть нижний предел измерений измерителя уровня (в дБ и в Ни), если требуется, чтобы он измерял напряже­ ния, начиная с: а) 10 мкВ; б) 100 мкВ; в) 1 мВ?

156.'Измеритель уровня проградуирован в уровнях по мощности для систем коаксиального кабеля (2с=75 Ом). Какому напряжению соответствуют его показания при высокоомном входе, если он пока­

зывает: а)

— 2,5;

— 3,8;

—4,2; —0,25; +0,65; —*5,8 Ни; б) — 14; — 26;

— 48; — 2,5;

+8,5;

— 6 8

дБ?

157. Избирательный измеритель уровня показал при измерениях некоторого сигнала уровень основной гармоники рі и уровни второй, третьей и т. д. гармоник р%, рз, Рі, Рз- Найти действующее значение напряжения сигнала и суммарный коэффициент гармоник в про­ центах.

2 2 6

 

а )

б)

в )

г )

Л)

е)

ж)

з )

и)

к )

 

Нп

ДБ

дБ

дБ

Нп

дБ

ДБ

Нп

Нп

Нп

Р і

— 0,5

+ 1 0

+ 15

+ 5

+ 1 , 0

+ 14

— 6

- 0 , 8

+ 1,5

+

1

Р2

2 , 6

- 2 5

- 4 5

— 25

— 3,6

— 26

-4 2

- 4 ,9

- 5 ,6

-

2 , 2

Рз

— 3,1

— 42

— 28

- 3 0

- 3 ,2

- 3 4

- 3 6

- 4 ,6

- 4 ,1

- 3 ,2

Рі

- 4 , 5 - 3 8

— 70

— 35

- 5 ,7

— 40 - 6 4 - 6 , 2 - 6 ,3 - 4 ,1

Рь

— 7,0

— 65

- 5 6

— 50

— 4,9

— 54

- 5 0

- 7 ,4

- 5 ,4

- 5 ,6

158. Как измерить в цепи ряс. 10.26 сопротивление с помощью одного измерителя уровня, не выключая 7?х из цепи?

600

159. Можно ли использовать цифровой вольтметр в качестве измерителя сопротивлений? Если можно, то как, а если нельзя, то почему?

8*

2 2 7

Г Л А В А ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ

11.1. Общие сведения

При эксплуатации средств связи частоту элек­ трических колебаний приходится контролировать в весь­ ма широком диапазоне и во многих случаях с весьма высокой точностью (до тысячных долей процента и да­ лее более). В зависимости от того, контролируются ли

тональные частоты

(16— 16000 Гц),

средние (10—

300 кГц) или высокие

(более 300 кГц),

а также имея в

виду требуемую точность, в технике проводной связи выбираются те или другие способы измерений частоты. В некоторых случаях точному измерению частоты пред­ шествует ориентировочное ее определение.

К числу используемых способов непосредственного ■ измерения частоты относятся: измерения с помощью мо­ ста, с помощью интегрирующего конденсатора, резонанс­ ным методом и с использованием цифровых приборов. Весьма употребительны и способы сопоставления (срав­ нения) частот: осциллографический, метод нулевых бие­ ний и метод акустических биений.

Мостовые способы измерения частоты основаны на том, что в условие равновесия моста переменного тока, содержащего реактивные сопротивления, всегда входит частота, определяющая величину последних. Таким об­ разом, если известны величины L, С и R в плечах моста, то, уравновесив мост, можно рассчитать (а при опреде­ ленной схеме определить непосредственно) частоту то­ ка, поступившего от источника в генераторную диаго­ наль (задача № 160). В настоящее время эти способы применяются редко.

228

11.2. Конденсаторный (интегрирующий) частотомер

Упрощенная схема использования заряда и разряда 'конденсатора для определения частоты 'проте­ кающего тока представлена на рис. 11.1. В этой схеме

при подаче на вход перемен­

 

 

 

 

ного

 

напряжения

\,отрица­

 

 

 

 

тельная полуволна,ЛпоступивС

 

 

 

 

на сетку

 

лампы

 

запи­

 

 

 

 

раетЛее, и конденсаторД 2.

 

за­

 

 

 

 

ряжается

 

через сопротивле-(

 

 

 

 

ние

 

и диод

При поло­

 

Рлс. Ы.1. Упрощенная схема

жительнойС

полуволне лампа

 

конденсаторного

частото-

Лі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мера

 

Д\, отпирается, и конденсатор

 

 

разряжается через

диод

 

 

 

 

 

микроамперметр

рАfx

и

 

 

 

 

лампу

Лі.

Процесс повторяет­

ів секунду. Если обеспечить

ся каждый период, т. е.

раз

постоянство

напряжения

£/,

(до которого конденсатор

заряжается)

и напряжения

)2

(до которого он разря­

жается),

то

среднее

значение

 

тока /ср, показываемое

прибором

 

(равное количеству

 

электричества,

проходя­

щему через микроамперметрQ==>C(Uiв секунду>U2), ), выразится про­

изведением количестваfx.

электричества

Q,

выделяющего­

ся

при одном разряде

 

 

 

 

на число

разря­

дов

в секунду I

Таким образом,

 

 

 

 

(ИЛ )

/cP = f * C ( ^ - ^ ) .

 

 

С

микроамперметр

Следовательно,

для данного

 

может

быть проградуирован

непосредственно

в значениях ча­

стоты. Изменяя величину емкости

С,

можно менять пре­

делы измерений.

Ui

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение

получается

обычно

 

от выпрямите­

 

 

 

ля, включенного в сеть промышленного тока, и поддер­ живается постоянным с помощью стабилизатора. По­ стоянство же напряжения U2, до которого конденсатор разряжается, обеспечено наличием диода Д 2. Если на­ пряжение на конденсаторе упадет ниже U2, то он сра­ зу подзарядится через этот диод.

Подобные частотомеры (ИЧ-6; 43-7) применяются для частот от 0,01 до 500 кГц; погрешность их 1—2%. Для достаточно низких частот (100 Гц) переключатель с заряда на разряд может быть электромеханическим; при слишком высоких частотах ошибка измерений силь­

2 2 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ