лабораторные / измерение напряжений электронными вольтметрами

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ»

ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ТОР

ОТЧЁТ

по лабораторной работе по теме

«ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМИ ВОЛЬТМЕТРАМИ»

по дисциплине «Основы метрологии и радиоизмерений»

Студенты гр. 0000
Проверил:

Санкт-Петербург

2026

Описание лабораторной установки

Рис. 1. Структурная схема лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из цифрового вольтметра GDM-8246, источника питания АКИП-1123, генератора сигналов сложной формы АКИП-3407/4, цифрового осциллографа GDS-820C и лабораторного макета (рис. 2.13).

Рис. 2. Структурная схема лабораторного макета

В макет входят детекторы среднеквадратического, средневыпрямленного и пикового (амплитудного) значений напряжения. Выбор соответствующего детектора осуществляется переключателем макета (Пик, СВ, СК) (рис. 2.14).

2.4.1. Измерение постоянных напряжений

Рассчитана абсолютная погрешность установки постоянного напряжения на источнике питания . Построена зависимость относительной погрешности установки от измеряемого значения напряжения.

Напряжение, на входе Макета, В Uуст	Измеренное мультиметром Uизм, В, (мВ)	Погрешность установки напряжения (мультиметр) Δ = Uизм -Uуст, мВ	Измеренное осциллографом Uср, В, (мВ
5	4,989	-0,011	5,07
2,5	2,501	0,001	2,6
1	1,001	0,001	1,07
0,5	0,5	0,000	0,6
0,25	0,25	0,000	0,365
0,1	0,1	0,000	0,2
0,05	0,051	0,001	0,195

Таблица 2.4- Измерение постоянных напряжений

Uуст , В	Δ/Uизм, %
5,000	-0,220
2,500	0,040
1,000	0,100
0,500	0,000
0,250	0,000
0,100	0,000
0,050	1,961

Рис. 1- Зависимость относительной погрешности установки от измеряемого значения напряжения

2.4.2. Измерение параметров гармонического (синусоидального) напряжения

На втором канале наблюдается форма выходного напряжения детекторов. Сфотографирован выходной сигнал пикового детектора на самой низкой частоте

Рис. 2 - Выходной сигнал пикового детектора на частоте 0,5 кГц

Расчет постоянной составляющей на выходе преобразователя пикового напряжения по формуле , где U_m=V_pp/2= 2/1= 1 В, представлен в четвертой строке таблицы 2.5.

	f, кГц
	0,5	1	2	5	10	20	50	100	200	500	1000
Uск	0,67	0,68	0,68	0,68	0,68	0,68	0,68	0,68	0,67	0,66	0,64
Uсв	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,6	0,58	0,53
Uпик	0,524	0,67	0,79	0,79	0,95	0,98	0,99	0,96	0,9	0,91	0,82
Uпик, расч	0,333	0,667	0,833	0,933	0,967	0,983	0,993	0,997	0,998	0,999	1,000

Таблица 2.5. - Измерение параметров гармонического (синусоидального) напряжения

Построены графики экспериментальных и расчетной амплитудно- частотных характеристик (АЧХ) детекторов по данным табл. 2.5. При построении графиков использован логарифмический масштаб по частотной оси.

Р ис. 3- Графики экспериментальных и расчетной амплитудно- частотных характеристик (АЧХ) детекторов

Расчетные значения параметров напряжения определены через коэффициенты амплитуды и формы гармонического сигнала (k_а = 1,41, а k_ф = 1,11) и заданное значение U_m.

Таблица 2.6.- Измерение амплитудных характеристик детекторов макета

Um =Vpp/2, В		0,05	0,1	0,2	0,5	1	2	5
Uск	измеренное	0,046	0,069	0,124	0,322	0,663	1,326	3,368
	расчетное	0,035	0,071	0,142	0,355	0,709	1,418	3,546
Uсв	измеренное	0,032	0,051	0,097	0,274	0,583	1,191	3,006
	расчетное	0,032	0,064	0,128	0,319	0,639	1,278	3,195
Uпик	измеренное	0,074	0,099	0,167	0,428	0,887	1,791	4,323
	расчетное (Um)	0,05	0,1	0,2	0,5	1	2	5

Р ис. 4- Графики амплитудных характеристик детекторов макета.

2.4.3. Измерение параметров периодических несинусоидальных напряжений

По результатам измерений рассчитаны kа и kф для каждой формы напряжения.

Вид сигнала (один период)	Uск, В	Uсв, В	Uпик, В	kа		kф
				изм.	теор.		изм.	теор.
Синус (B00)	0,68	0,61	0,99	1,46	1.41		1,109	1.11
Меандр (B01)	0,95	0,95	1,04	1,09	1		1,003	1
Треугольный (B02)	0,56	0,48	1,01	1,81	1,733		1,153	1,155
Пилообразный (B03)	0,55	0,48	1,02	1,86	1,733		1,151	1,155
Положительный импульс (B05)	0,31	0,21	0,92	2,99	= 2,83		1,467	= 2,83

Таблица 2.7- Измерение параметров периодических несинусоидальных напряжений