4 Выполнение работы
1 Часть
Необходимо исправить ошибку, которая появляется при запуске программы (рисунок 2).
Рисунок 2 – Появляющаяся ошибка
Причина ошибки – блок, который представлен на рисунке 3. Это скрипт Matlab, он не скачан, поэтому надо исправить на обычный блок с ходом.
Рисунок 3 – Блок с ошибкой
Меняю блок на обычный и исправляю сам код (рисунок 4).
Рисунок 4 – Исправленный блок с кодом
Часть 2
Задание 1. Исследование частотных характеристик вольтметров переменного тока.
Используя осциллограф в качестве индикатора, определите в диапазоне частот от 20 Гц до 1 МГц зависимость показаний вольтметров средневыпрямленного и среднеквадратического пиковых значений от частоты измеряемого переменного напряжения:
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 20 Гц (рисунок 5).
Рисунок 5 – Гармоническое напряжение частотой 20 Гц
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
Рисунок 6 – Установка диапазонов электронных вольтметров
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 7 – Установка амплитуды сигнала на выходе генератора
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02938 В
Среднеквадратичное – 5,6946 В
Средневыпрямленное – 5,11425 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 8 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 9 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 10 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02938 В
Среднеквадратичное – 5,6946 В
Средневыпрямленное – 5,11425 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 20 Гц
Пиковое – 8,02938 В
Среднеквадратичное – 5,6946 В
Средневыпрямленное – 5,11425 В
3) выполните измерения в соответствии с пп. «а»-«ж», оставляя неизменной амплитуду и форму выходного напряжения генератора и последовательно устанавливая частоту сигнала равной 500 Гц, 1 кГц, 5 кГц, 10 кГц, 50 кГц, 100 кГц, 500 кГц, 1 МГц,. При выполнении задания тщательно следите за показаниями осциллографа (амплитуда измеряемого напряжения должна оставаться неизменной). В случае изменения амплитуды возвратите ее, ориентируясь на показания осциллографа, к исходному значению, используя регулятор выходного напряжения генератора сигналов.
Для 500 Гц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 500 Гц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 11 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11294 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 12 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 13 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 14 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 1 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 1 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 15 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 16 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 17 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок
18 – Режим работы в положении для измерения
средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 1 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 5 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение час- тотой 5 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 19 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 20 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 21 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 22 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 5 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 10 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение час- тотой 10 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 23 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 24 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 25 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 26 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 10 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 50 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 50 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 27 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 28 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 29 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 30 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 50 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 100 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение час- тотой 100 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 31 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 32 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 33 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок
34 – Режим работы в положении для измерения
средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 100 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 500 кГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение час- тотой 500 кГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 35 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 36 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 37 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 38 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 500 кГц
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Для 1 МГц
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 1 МГц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора и переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 39 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
е) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 40 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 41 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок
42 – Режим работы в положении для измерения
средневыпрямленного значения
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
ж) запишите в отчет показания вольтметров и частоту исследуемого сигнала;
Частота – 1 МГЦ
Пиковое – 8,02575 В
Среднеквадратичное – 5,69202 В
Средневыпрямленное – 5,11194 В
Задание 2. Исследование показаний электронных вольтметров на разных поддиапазонах
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой около 500 Гц;
б) установите переключатель усилителя сигнала в положение «1»;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора в положение «100»;
г) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 100 мВ;
Рисунок 43 – Выполнение пунктов а-г
д) установите амплитуду выходного напряжения генератора такой, чтобы показания вольтметра пиковых значений оказались в последней трети шкалы.
Рисунок 44 – Установка амплитуды выходного напряжения генератора
е) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 0,0919629 В
Среднеквадратичное – 0,0652219 В
Средневыпрямленное –0,0585751В
ж) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 45 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 46 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 47 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 0,0919629 В
Среднеквадратичное – 0,0652219 В
Средневыпрямленное –0,0585751В
3) запишите в отчет показания вольтметров и сведения о частоте;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 0,0919629 В
Среднеквадратичное – 0,0652219 В
Средневыпрямленное –0,0585751В
к) оставляя неизменным регулятор амплитуды на корпусе генератора и частоту выходного напряжения генератора, выполните измерения согласно пп. «е»-«з», последовательно устанавливая переключатель диапазонов аналоговых вольтметров в положения 1B, 10В, 100В, 1000В, при этом переключателями амплитуды и усилителя добиваясь усиления сигнала на выходе генератора в 10 раз.
1В
Рисунок 48 – Установка переключатель диапазонов аналоговых вольтметров в положения 1B
е) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 0,919629 В
Среднеквадратичное – 0,652219 В
Средневыпрямленное –0,585751В
ж) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 49 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 50 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 51 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
3) запишите в отчет показания вольтметров и сведения о частоте;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 0,919629 В
Среднеквадратичное – 0,652219 В
Средневыпрямленное –0,585751В
10 В
Рисунок 52 – Установка переключатель диапазонов аналоговых вольтметров в положения 10B
е) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 9,19629 В
Среднеквадратичное – 6,52219 В
Средневыпрямленное –5,85751В
ж) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 53 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 54 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 55 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 9,19629 В
Среднеквадратичное – 6,52219 В
Средневыпрямленное –5,85751В
3) запишите в отчет показания вольтметров и сведения о частоте;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 9,19629 В
Среднеквадратичное – 6,52219 В
Средневыпрямленное –5,85751В
100 В
Рисунок 56 – Установка переключатель диапазонов аналоговых вольтметров в положения 100B
е) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 91,9629 В
Среднеквадратичное – 65,2219 В
Средневыпрямленное –58,5751В
ж) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 57 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 58 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 59 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 91,9629 В
Среднеквадратичное – 65,2219 В
Средневыпрямленное –58,5751В
3) запишите в отчет показания вольтметров и сведения о частоте;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 91,9629 В
Среднеквадратичное – 65,2219 В
Средневыпрямленное –58,5751В
1000 В
Рисунок 60 – Установка переключатель диапазонов аналоговых вольтметров в положения 1000B
е) снимите показания всех электронных аналоговых вольтметров;
Пиковое – 919,629 В
Среднеквадратичное – 652,219 В
Средневыпрямленное –585,751В
ж) снимите показания цифрового вольтметра поочередно устанавливая переключатель «режим работы» в положения для измерения пикового, средневыпрямленного и среднеквадратичного значения.
Рисунок 61 – Режим работы в положении для измерения пикового значения
Рисунок 62 – Режим работы в положении для измерения среднеквадратичного значения
Рисунок 63 – Режим работы в положении для измерения средневыпрямленного значения
Пиковое – 919,629 В
Среднеквадратичное – 652,219 В
Средневыпрямленное –585,751В
3) запишите в отчет показания вольтметров и сведения о частоте;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 919,629 В
Среднеквадратичное – 652,219 В
Средневыпрямленное –585,751В
Задание 3. Определение погрешности нахождения коэффициента формы и амплитуды сигнала генератора
а) установите на выходе генератора сигналов гармоническое напряжение частотой 500 Гц;
б) установите переключатель диапазонов электронных вольтметров на значение 10В;
в) установите переключатель аттенюатора на корпусе генератора И переключатель усилителя на значение «1»;
г) установите амплитуду сигнала на выходе генератора так, чтобы электронный вольтметр пиковых значений показывал 8 В;
Рисунок 64 – Выполнение пунктов а-г
д) снимите показания всех вольтметров;
Пиковое – 8,0583 В
Среднеквадратичное – 5,71511 В
Средневыпрямленное – 5,13267 В
е) запишите в отчет показания вольтметров, частоту и вид исследуемого сигнала;
Частота – 500 Гц
Пиковое – 8,0583 В
Среднеквадратичное – 5,71511 В
Средневыпрямленное – 5,13267 В
Вид исследуемого сигнала – синусоидальный
ж) оставляя неизменным регулятор амплитуды на корпусе генератора и частоту выходного напряжения генератора, выполните измерения согласно пп. «д»-«е», последовательно устанавливая на входе треугольную, прямоугольную (меандр), и пилообразную форму напряжения.
Треугольная
Рисунок 65 – Треугольная форма напряжения
Пиковое – 8,0583 В
Среднеквадратичное – 4,65798 В
Средневыпрямленное – 4,02915 В
Частота – 500 Гц
Прямоугольная (меандр)
Рисунок 66 – Прямоуголная форма напряжения
Пиковое – 8,0583 В
Среднеквадратичное – 8,0583 В
Средневыпрямленное – 8,0583 В
Частота – 500 Гц
Пилообразная форма
Рисунок 67 – Пилообразная форма напряжения
Пиковое – 8,0583 В
Среднеквадратичное – 4,65798 В
Средневыпрямленное – 4,02915 В
Частота – 500 Гц
з) по формулам 1 и 2 определить значения ка и кф
Синусоидальная форма
Треугольная форма
Прямоугольная (меандр) форма
Пилообразная форма
и) Сравните с соответствующими значениями из. табл. 1.
Все значения совпадают с таблицей