5.2 Порядок выполнения работы

 

1). Открыть файл «Косвенный метод.vi» и установить переключатель «Выбор схемы измерения» в положение 3.

2) Набрать следующие данные для баланса моста: R₂ = R₃ = 200 Ом; R_x = R₁ = 100 Ом; Е = 5В.

3) Записать 6 показаний вольтметра при увеличении R_x от 100 Ом до 400 Ом с шагом ∆R = 50 Ом. Нетрудно убедиться, что для набранных данных моста (R₂ = R₃ = 200 Ом; R_x = R₂ = 100 Ом; Е = 5В) формула (5.4) упрощается и примет вид

 

 

Отсюда, измеряемое сопротивление будет равно

 

                                                        (5.8)

Магнитоэлектрический вольтметр с классом точности 0,5 со шкалой на 3В.

 

Рисунок 5.3 – Лицевая панель модели термометра

 

4) Рассчитать по формуле (5.9), которая вытекает из (5.6 и 5.8), и записать в таблицу значения температуры при измеренных R_x от 100 – 400 Ом с учетом погрешности вольтметра. Терморезистор медный с R_o = 10 Ом при t= 0 ^oC. Показания электрического термометра (шкала) описываются уравнением

                     (5.9)

 

5.3 Контрольные вопросы

 

1) В чем заключается баланс моста?

2) Какие погрешности присутствуют в мостовых схемах?

3) Для чего используется 3-х проводная схема подключения терморезистора?

4) Что называется терморезистором?

5) Какие виды терморезисторов существуют?

6) Какие достоинства и недостатки термисторов?

 

6 Лабораторная работа. Измерение частоты сигнала при помощи электронного осциллографа

 

Цель работы: ознакомиться с измерением частоты входного сигнала при помощи синусоидальной развертки осциллографа методом сравнения с известной частотой сигнала, воспроизводимого мерой – образцовым генератором.

 

6.1 Общие положения

 

6.1.1 Измерение частоты при помощи синусоидальной развертки.

Синусоидальная развертка применяется для измерения частоты, фазового сдвига, параметров модулированных колебаний и других величин. Измерение частоты по интерференционным фигурам (Лиссажу) возможен только для сигналов синусоидальной формы. Измеряемый сигнал f_x подают на канал вертикального отклонения (КВО), а сигнал меры известной частоты f_o – на вход канала горизонтального отклонения (КГО) для образования из него развертки (см. рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 – Схема измерения частоты по фигурам Лиссажу

 

Медленным изменением частоты меры (образцового генератора) получают на экране простейшую фигуру Лиссажу. При измерениях рекомендуется стремиться к получению простейшей интерференционной фигуры – эллипса, для которой f_x = f_o. Форма и наклон эллипса являются признаками фазового сдвига между отклоняющими напряжениями (см. таблицу 6.1). При этом отношение частот сравниваемых сигналов определяют путем подсчета числа пересечений фигуры, мысленно проведенных горизонтальной и вертикальной линий, не проходящих через узлы фигуры.

Для неподвижного изображения фигуры справедливо соотношение

 

,

 

где  N_г и N_в  - количество пересечений фигуры с горизонтальной и вертикальной линиями, соответственно.

Из проведенного равенства определяется частота измеряемого сигнала

                                                             (6.1)

Из (6.1) следует, что точность определения частоты сигнала зависит от погрешности образцового генератора. Примеры фигур Лиссажу приведены в таблице 6.1.

Измерение частоты импульсных сигналов по числу изображений на линейной развертке производят при подаче измеряемого сигнала в КВО. Сигнал образцового генератора при этом подается на вход КГО для образования развертки. Медленным изменением частоты f_o добиваются получения на экране ЭО одного или n изображений импульсных сигналов.

Тогда, частота импульсов будет равна

 

                                                                    (6.2)

 

Таблица 6.1 – Фигуры Лиссажу    

6.1.2 Измерение частоты при помощи круговой развертки.

Для измерения частоты и фазового сдвига используется круговая (эллиптическая) развертка, полученная на основе синусоидальной. Для этого на входы осциллографа У и Х подаются гармонические сигналы от образцового генератора, но сдвинутые по фазе на 90^о с помощью RC цепочки. На экране появляется окружность или эллипс – линия круговой развертки (см. рисунок 6.2,а). В течение периода развертывающего напряжения светящееся пятно делает один оборот по окружности, т.е. число оборотов в секунду равно частоте развертывающего напряжения. Входной сигнал подается на модулятор яркости ЭО через канал Z.

 

Рисунок 6.2 – Схема получения круговой развертки (а) и изображение

на экране при n = 1 и n = 14 (б)

 

При положительной полуволне входного сигнала изображение круга  становится ярким, при отрицательной исчезает. При совпадении частот f_x = f_o на экране появляется только половина круга (см. рисунок 6.2,б). Если частоты не совпадают, то количество штрихов в круге говорит о превышении исследуемой частоты над круговой (образцовой) в n раз.