metodichka_2796

способом измеряют реальные значения длительности τи изм . Полученные результаты занести в табл. 4.

3.2. Измерить длительность переднего и заднего фронтов импульса. Измерение длительности фронтов импульсов проводят при длитель-

ностях импульсов, много меньших длительности развертки осциллографа. При этом могут быть получены следующие изображения фронтов на экра- не осциллографа (рис. 12).

На рис. 12 показаны соответственно время нарастания τн (передний фронт) и время спада τс (задний фронт) импульса. При определенных со- четаниях частоты, длительности импульса и частоты развертки осцилло- графа на экране может быть получено одновременное изображение нарас- тания и спада импульса. Длительность фронтов измеряют на уровнях от 0,1 до 0,9 от напряжения размаха Uр импульса, как это показано на рис. 12. Численные значения τн и τс находят так же, как и τи .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие основные структурные схемы измерительных генераторов вы знаете ?

2.Какие требования предъявляются к измерительным сигналам и измерительным генераторам ?

3.Каково назначение положительной и отрицательной обратной свя- зи в RC-генераторе ?

4.Поясните основные функции нелинейного сопротивления в цепи отрицательной обратной связи RC-генератора.

62

5.Каким должно быть соотношение между коэффициентом усиления

икоэффициентом положительной обратной связи в генераторах синусои- дального напряжения ?

6.Что такое баланс фаз и баланс амплитуд в RC-генераторе ?

7.Как осуществляется установка глубины модуляции в высокочас- тотном генераторе ?

8.Как осуществляется установка выходного напряжения в высоко- частотном генераторе ?

9.Влияет ли уровень несущей на глубину амплитудной модуляции ?

10.Как по данным эксперимента (п. 1.2) определить мощность гене-

ратора ?

11.Как установить уровень выходного напряжения в высокочастот- ном генераторе типа GRG-450B 100 мкВ; 1,5 В ?

12.Какие методы измерения глубины модуляции вы знаете ?

13.Что такое коэффициент нелинейных искажений и коэффициент гармоник ? Какая связь существует между ними ?

14.Как измеряется нестабильность генераторов ?

15.Какие причины вызывают кратковременную и долговременную нестабильность генераторов синусоидальных колебаний ?

16.Какими основными параметрами характеризуется напряжение прямоугольной формы ?

17.Какие вы знаете способы формирования прямоугольных импуль- сов ? Приведите примеры структурных схем.

18.Какие вы знаете методы измерения параметров напряжения пря- моугольной формы ?

19.Что такое фронт и спад импульса? Как измерить их длитель-

ность?

63

Работа № 8

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение методов измерения активного сопротивления, индуктивно- сти и емкости; методов измерения активного сопротивления rk и доброт- ности Q контура LC, собственной емкости катушки индуктивности CL .

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Ознакомиться с методами измерения сопротивления, индуктивности и емкости [6, 7], сделать заготовку отчета, изучить контрольные вопросы.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

1.Измерить сопротивление Rx, емкость Cx и индуктивность Lx мето- дом амперметра-вольтметра.

2.Измерить сопротивление Rx с помощью омметра универсального вольтметра типа В7-17.

3.Измерить емкость Cx резонансным методом.

4.Измерить емкость Cx и индуктивность Lx резонансным методом в сочетании с методом замещения.

5.Измерить собственную емкость CL катушки индуктивности L.

6.Измерить добротность Q и активное сопротивление rk контура LC.

УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ

I. Измерение сопротивления Rx, емкости Cx и индуктивности Lx методом амперметра-вольтметра

1. Для измерения параметров Rx , Cx , Lx собрать схему по рис. 1.

Рис. 1. Схема для измерения параметров цепей методом амперметра-вольтметра

2. Установить частоту генератора f = 100 кГц напряжением 0,5 В.

64

3. Подключить поочередно к точкам “2”, “3” измеряемые элементы Rx , Cx , Lx . Измерить падение напряжения вольтметром типа В3-38 при включении каждого элемента:

UR0 - падение напряжения на сопротивлении R0;

URх - падение напряжения на сопротивлении Rх; UСх - падение напряжения на емкости Сх;

ULx - падение напряжения на индуктивности Lx.

4. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.

UR0, В URх, В Rх, Ом UR0, В UCх, В Сх, Ф UR0, В ULх, В Lх, Гн

Расчеты параметров выполнить по следующим формулам:

5. Определить погрешности косвенного метода измерения сопротив- ления - Rx, емкости - Cx, индуктивности - Lx по методике, изложенной в [3].

II. Измерение сопротивления Rx с помощью омметра универсального вольтметра типа В7-17

Порядок работы с омметром следующий. Установить диапазон изме- рения, соответствующий измеряемому сопротивлению Rx. Закоротить за- жимы “*” и “rx” прибора и ручкой “Уст. 0” установить стрелку на нуль шкалы. Разомкнуть зажимы и ручкой “Уст. ∞” установить стрелку на от- метке ∞ шкалы. Подключить измеряемое сопротивление. Произвести от- счет. При изменении предела измерения операции настройки прибора по- вторить. Записать результат измерения с учетом погрешности прибора.

III. Измерение емкости Сx резонансным методом

Собрать схему, представленную на рис. 2, где Cx - измеряемая ем-

кость.

Рис. 2. Схема для измерения емкости резонансным методом

Вольтметр подключить к измеряемой емкости калиброванными со- единительными проводами (коаксиальным кабелем). Изменяя частоту вы- сокочастотного генератора типа GRG-450, настроить контур в резонанс по

65

максимальному напряжению на контуре. В момент резонанса частота гене- ратора:

Отсюда находим значение измеряемой емкости:

где fp - частота резонанса, считываемая с генератора; L0 - образцовая ин- дуктивность (L0 = 12 мкГн).

IV. Измерение индуктивности Lx и емкости Сx резонансным методом в сочетании с методом замещения

Для измерения емкости Сx малого значения собрать схему по рис. 3.

Рис. 3. Схема для измерения малых емкостей резонансным

методом в сочетании с методом замещения

Первую настройку в резонанс выполнить без подключения измеряе- мой емкости Сx изменением частоты высокочастотного генератора типа GRG-450B при установленном значении емкости образцового конденсато- ра С0 вблизи его максимального значения - С01. При этом резонансная частота:

где Сп - паразитная емкость соединительных проводников, монтажа и т.п. Затем подключить параллельно образцовому конденсатору измеряе- мую емкость Сx и, не изменяя частоты генератора fp, вторично настроить

контур в резонанс, изменяя емкость С0 до значения С02. При этом усло-

ределить из градуировочного графика, представленного на рис. 4, в зави- симости от положения регулятора переменной емкости С0.

66

Рис. 4. Градуировочный график емкости образцового конденсатора

Первую настройку в резонанс (fp) выполнить с закороченными точ- ками “1” и “2” изменением частоты генератора при установленном значе- нии емкости образцового конденсатора С0 вблизи его минимального зна- чения - С03. Затем снять перемычку с клемм “1” и “2” и включить вместо нее измеряемую емкость Сx. Не изменяя частоты генератора fp, вторично настроить контур в резонанс, изменяя образцовую емкость до значения С04. Результат измерения рассчитать по формуле:

Значения С03 и С04 определить по градуировочному графику (рис. 4). Для измерения индуктивности Lx малого значения собрать схему,

представленную на рис. 6.

67

Расчет собственной емкости СL катушки индуктивности L0 выпол- нить по формуле:

VI. Измерение добротности Q и активного сопротивления rk контура

Собрать схему, изображенную на рис. 8, где элементы контура име- ют следующие значения: L0 = 12 мкГн, C0 = 0,1 мкФ.

Рис. 8. Схема для измерения добротности и

активного сопротивления контура

Известно, что добротность связана с параметрами контура соотно-

расстройке контура в обе стороны от резонансной частоты fp на уровне 0,707 от максимального напряжения на контуре Umax (рис. 9).

После настройки контура в резонанс (fp), изменяя частоту высокочас- тотного генератора типа GRG-450B в обе стороны от резонанса так, чтобы уровень напряжения на контуре составлял 0,707Umax , определить частоты f1 и f2 и вычислить добротность из выражения:

Значения частот fp , f1 и f2 отсчитывать по цифровому электронному частотомеру типа Ч3-33.

69

Вычислить активное сопротивление контура по формуле:

U

Umax

0,707 Umax

f f1 fp f2

Рис. 9. Резонансная кривая контура

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие источники погрешностей существуют при измерении пара- метров R, L и С методом амперметра-вольтметра?

2.Поясните источники методической погрешности при измерении параметров R, L и С методом амперметра-вольтметра.

3.Поясните принцип работы омметра универсального вольтметра типа В7-17.

4.Как осуществить измерение емкости резонансным методом?

5.Какие источники погрешностей характерны для резонансного ме- тода измерения емкости?

6.Как повысить точность измерения емкости резонансным методом?

7.Как измерить емкость резонансным методом с замещением при

Сх > С0 и при Сх < С0?

8.Как измерить добротность контура?

9.Как измерить активное сопротивление контура?

10.Как измерить собственную емкость катушки индуктивности?

11.Как оценить погрешность косвенного измерения?

70