Лабораторная 3

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Кафедра "Радиооборудование и схемотехника"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

по дисциплине "Основы работы с измерительными приборами"

на тему:

"Основы работы со стрелочным и цифровым вольтметрами"

Выполнили

студенты гр. БИК2309 ___________ ********

______________ ********

Проверил

ассистент ____________ Г. А. Прокурат

Москва 2024

Настройка синусоидального сигнала с заданными параметрами

Необходимо получить сигнал со следующими параметрами:

• Частота: 0.1*N+0.001*(M-1000) кГц, где N – номер бригады, M – номер группы (2301, 2302 и т.д.).

• Амплитуда сигнала: 0.04*N+0.12*M Вольт, где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени.

Результаты задания представлены на рисунке 1

Рисунок 1 – Результаты вычислений 2.1 на генераторе

2. Измерение переменного напряжения

Нажмите кнопку Output1 на генераторе сигналов. Ручкой переключения диапазонов на милливольтметре В3-38 добиться, чтобы стрелка вольтметра показывала значение в диапазоне от 3 до 10 по верхней шкале.

Зафиксировать в отчёт значения на генераторе (которое подписано как Ampl X.XXX, X Vpp), значение с милливольтметра В3-38 и значение на мультиметре Victor 81D. Найти действующее значение напряжения, выдаваемого генератором, поделив отображаемое значение сначала на 2, получив значение амплитудное, а затем ещё на корень из двух. Занести действующее значение напряжения, а также отображаемые вольтметрами, в таблицу. Переключить ручку изменения диапазонов вольтметра на одно положение вправо. Полученное значение также занести в таблицу.

	Значение на генераторе	Значение на В3-38	Значение на В3-38 в другом диапазоне	Значение на Victor 81D
Синусоидальный сигнал	840 mVpp	0.29 ± 0.002 V 0.1	0.27 ± 0.006 V 0.095	297.2 mV 0.1
Прямоугольный сигнал		0.42 ± 0.002 V 0.16	0.46 ± 0.006 V 0.16	379.5 mV 0.13

Для полученных значений определить точность. Сделать выводы. Изменить форму сигнала на генераторе на прямоугольные импульсы. Найти действующее значение для прямоугольного сигнала, поделив значение Vpp на 2. Занести значения, выдаваемые вольтметрами, в таблицу. Сделать выводы об отличии измерений синусоидального сигнала и прямоугольного.

Вывод об отличии синусоидального и прямоугольного сигналов:

При прямоугольном сигнале отклонение при вычислении с помощью стрелочного вольтметра больше, относительно мультиметра.

2. Измерение напряжений на других диапазонах

По очереди выставите амплитудное напряжения в 2 раза; 5 раз; 10 раз больше, чем было рассчитано в пункте 1. Затем выставите напряжение в 2 раза; 5 раз; 10 раз меньше, чем было рассчитано в пункте 1.

Для каждого из значений напряжений повторите действия, описанные в пункте 3, кроме тех, которые относятся к прямоугольному импульсу.

Рисунок 2 – В 2 раза больше

Рисунок 3 – В пять раз больше

Рисунок 4 – в 10 раз больше

Рисунок 5 – В 2 раза меньше

Рисунок 6 – в 5 раз меньше

Рисунок 7 – В 10 раз меньше

2. Работа с децибельной шкалой вольтметра.

Выключите мультиметр Victor 81D, но не отключайте его от разветвителя. Верните рассчитанное в пункте 2 значение напряжения на генераторе и добейтесь его отображения на вольтметре В3-38 так, как это описано в начале пункта 3. Запишите значения напряжения на вольтметре сначала в вольтах, ориентируясь на первую или вторую шкалу и положение ручки переключения диапазонов, а затем в децибелах, ориентируясь на шкалу нижнюю и также, ручку переключения диапазонов. Запишите оба значения в таблицу. Сделайте фотографию вольтметра.

Уменьшите напряжение на генераторе в 10 раз относительно расчётного и повторите эксперимент. Увеличьте напряжение на генераторе в 10 раз относительно расчётного и повторите эксперимент.

Переведите значение из вольт в децибелы, воспользовавшись формулой. Запишите полученное значение в таблицу.

	Vpp	Vpp/10	Vpp*10
В вольтах	0.29	0.0282	2.8
В децибелах	-8.4	-28	7.9
В децибелах (расчёт)	-10.7	-31	8.9

Рисунок 8 – Рисунок с вольтметром

Сравните полученное значение. Сравните положение стрелки на фотографии вольтметра, и сделайте вывод о работе с децибельной шкалой вольтметра.

Вывод: Работа с децибельной шкалой вольтметра является мощным инструментом для анализа и оценки электрических сигналов. Важно учитывать контекст измерений и ограничения данной шкалы для получения точных и полезных результатов.

2. Определение частотной характеристики вольтметров

Вновь включите вольтметр Victor 81D, настроив его на нужный режим работы, как в подпункте 5 пункта 1.

Изменяя на генераторе частоту сигнала, при неизменной амплитуде, заполнить таблицу, где Vpp – напряжение на экране генератора, Vд – посчитанное действующее значение, Va – значение напряжения на вольтметре В3-38, Vц – значение напряжения на вольтметре Victor 81D.

f, Гц				1				2				5				10				20				50				100				200						500
Напряжение	Vpp			0.84
	Vд			0.296985
	Va			0.009				0.1				0.3				0.286				0.282				0.282				0.282				0.282						0.287
	Vц			0.35				0.5				0.23				0.297				0.2972				0.2955				0.297				0.296						0.297
f, Гц					1к				2к				5к				10к				20к				50к				100к						200к						500к
Напряжение		Vpp			0.84
		Vд			0.296985
		Va			0.287				0.287				0.287				0.287				0.287				0.287				0.287						0.291						0.291
		Vц			0.298				0.292				0.058				0				0				0				0						0						0
f, Гц						1М				2М				5М				10М				20М				50М
Напряжение			Vpp				0.84
			Vд				0.296985
			Va				0.291				0.293				0.289				0.235				0.018				7*10-4
			Vц				0				0.0018				0				0				0				0

Рисунок 9 – зависимость напряжений от частоты

2. Выводы:

Данная работа была выполнена успешно и в полном объёме. Все поставленные задачи по изучению возможностей *механического* вольтметра и цифрового вольтметра, а также по получению навыков работы с современным мультиметром.