metrologia_lab7
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
по дисциплине «Метрология»
Тема: Измерение параметров сигналов в электронных схемах
Студент гр. |
_________________ |
Преподаватель |
_________________ |
Санкт-Петербург
2024
Цель
Изучение способов и средств измерения амплитудных и временных
параметров сигналов в электронных цепях.
Спецификация приборов
Наименование |
Диапазоны |
Хар-ки |
Рабочий |
Параметры |
|
средства |
измерений |
точности |
диапазон |
входа (выхода) |
|
измерений |
постоянные |
СИ, |
частот |
|
|
|
СИ |
классы |
|
|
|
|
|
точности |
|
|
|
Усилитель |
|
|
|
Вход: ±10 В |
|
|
|
|
|
Усиление 1 или |
|
|
|
|
|
10 |
|
Вольтметр |
0,2B, 2B |
0,5/0,2 |
|
|
|
|
20B, 200B |
1,5/0,2 |
|
|
|
Амперметр |
0,2 мА, 2мА, |
1,0/0,2 |
|
|
|
|
20мА, 200мА, |
|
|
|
|
|
2А |
|
|
|
|
Источник |
|
|
|
Выход: 0-10 В |
|
постоянного |
|
|
|
Выход: 1A |
|
напряжения |
|
|
|
|
|
Осциллограф |
Коэф. Откл. |
= 3% |
0…20 МГц |
вх = 1 МОм |
|
универсальный |
5мВ/дел … |
= 3% |
|
вх = 25 пФ |
|
GOS-620 |
5В/дел, всего |
|
|
|
|
|
10 значений |
|
|
|
|
|
коэф. разв. |
|
|
|
|
|
0,2 мкс/дел |
|
|
|
|
|
0,5 с/дел, |
|
|
|
|
|
всего 20 |
|
|
|
|
|
значений |
|
|
|
|
Преобразователи |
|
|
|
Вход: |
= 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход: |
|
|
|
|
|
0,05/20кГц |
|
|
|
|
|
вх > 10кОм |
|
|
|
|
|
вых < 1кОм |
|
2
Схема экспериментальной установки
Рисунок 1. Схема 7.1
Объектом исследования служит усилитель переменного тока, схема
которого представлена на рисунке 1.
3
Таблицы результатов измерений и расчетов
1 = 7,32 В2 = 1,68 В3 = 1,91 Вп = 9,97 В= 0,1 дел
вход |
|
выход |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
4 |
1 |
4,8 |
0,1 |
|
|
|
|
Таблица 7
4
Расчетные формулы и расчеты
1. Измерение параметров электронного усилителя
Прямое измерение:
|
= 1,68 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
||
|
|
|
[ + ( |
|
−1)] |
|
1,68 [1,5+0,2 ( |
|
−1)] |
|||
|
|
|
|
1,68 |
||||||||
∆ |
|
= |
2 |
|
|
|
= |
|
|
= 0,06 В |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
100 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Отсюда получаем:
2 = 1,68 ± 0,06 В
Косвенное измерение: |
|
|
|
||||
|
= |
2 |
|
= 9,97 |
1,68 |
|
= 1,86 В |
|
|
1,68+7,32 |
|||||
2 |
П |
+ |
|
||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
( П) = [ + ( − 1)] = 1,5 + 0,2 (9,9720 − 1) = 1,70%
( 1) = [ + ( − 1)] = 1,5 + 0,2 (1,6820 − 1) = 3,68%
( 2) = [ + ( − 1)] = 1,5 + 0,2 (7,3220 − 1) = 1,85%( 2) = ( П) + ( 1) + ( 2) = 7,23
∆ 2 = 2 ( 2) = 0,13 В 100
Отсюда получаем:
2 = 1,86 ± 0,13 В
Сравнив полученные значения в КТ2, можно заметить, что интервалы прямого и косвенного значений имеют пересечение.
2.Определение коэффициента усиления
вых = вых ±= 1 4 = 4 В |
|
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
( ) = 3%; = 0,1 |
|
|
|
|||||||
( |
|
) |
= |
+ |
+ = 3 + 5 + |
100 0,1 |
= 10,5 % |
|||
|
|
|||||||||
вых |
|
|
|
нр |
вд |
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∆ |
= |
4 10,5 |
|
= 0,42 В |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||||
вых |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
вх = |
вх = 0,1 4,8 = 0,48 В |
|
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
) = |
+ |
+ |
|
= 3 + 5 + |
100 0,1 |
= 10,08 % |
|||
|
|
|
|||||||||
вх |
|
|
|
|
нр |
вд |
4,8 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∆ |
= |
0,48 10,08 |
= 0,05 |
В |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||
вх |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда получаем:
вых = 4,00 ± 0,42 Ввх = 0,48 ± 0,05 В
= вх = 4 = 8,33
вых 0,48
( ) = ( вх) + ( вых) = 20,58 %
∆ = 8,33 20,58 = 1,71 100
Следовательно:
= 8,33 ± 1,71
6
Вывод
Врезультате выполнения лабораторной работы были изучены способы
исредства измерения амплитудных временных параметров сигналов в электронных цепях как прямые, так и косвенные. Было получено, что
напряжение в точке КТ2 при прямом измерении равно 2 = 1,68 ± 0,06 В, при обработке косвенных измерений результат получился следующий:
2 = 1,86 ± 0,13 В . Сравнив полученные значения в КТ2, можно заметить,
что интервалы прямого и косвенного значений имеют пересечение, а значит найденные значения примерно соответствуют реальному.
Также было получено значение коэффициента усиления:
= 8,33 ± 1,71 . Согласно спецификации устройства, усиление возможно либо на коэффициент 1, либо на коэффициент 10. Таким образом полученное значение КУ, с учетом погрешности, примерно соответствует заявленному.
7