2. Пример решения задания № 2
На основании результатов наблюдения графического изображения процесса и полученных численных значений параметров процесса можно составить математическую модель исследуемого колебания.
П
Пользуясь калиброванными коэффициентами осей (Коткл – В/см, мВ/см, В/дел, мв/ дел и Кр – мс/ дел, мкс/ дел), легко измерить параметры процесса U(t) (период Т, продолжительность импульса , пиковое значение напряжения Um ).
Рис. 2.1 Условие задания 2
Определим амплитуду и период сигнала. В соответствии с условиями задачи Коткл = 2В/дел, Кр =5 мкс/дел.
Um=Kотклh= 2В/дел1дел =2В
T=Kрl, =5 мкс/дел1 дел = 5 мкс.
На основании выполненного анализа формы сигнала U(t) и определения количественных параметров можно создать математическую модель исследуемого процесса.
Запишем математическую модель исследуемого процесса в общем виде
;
t
(0,T),
где
.
Подставив
значения k,
получим:
Выполним проверку:
а)
t=0;
б)
t=T;
,
что соответствует осциллограмме.
Для определенных по условию значений Um и T
Последнее выражение служит достаточно достоверной математической моделью исследуемого процесса.
Комплексное задание№1 Тема: Метрологическое обеспечение исследования процессов и измерения их параметров
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||||||||
|
№1 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) На схеме указать положение переключателей для режима линейной непрерывной развертки. б) Объяснить назначение и принцип действия системы синхронизации развертки. |
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить длительность воспроизведения фронта импульса на экране осциллографа и относительную погрешность , связанную с шунтированием, если известно, что длительность фронта импульса ф = 1 мкс;Свх =20 пФ;Rист=10 кОм. | |||||||
|
|
10 |
10 | ||||||||||
|
Математическая модель процесса | ||||||||||||
|
№2 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) На схеме указать положение переключателей для режима синусоидальной развертки. б) Объяснить назначение и принцип действия генератора линейной развертки |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить величину фазового сдвига
| |||||||
|
|
5 |
20 | ||||||||||
|
Математическая модель процесса | ||||||||||||
|
№ 3 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Нарисовать структурную схему измерения частоты методом круговой развертки. б) Пояснить назначение и схему входного устройства ЭО |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить
длительность импульса и его относительную
погрешность, если известно, что Кр=
1 мкс/поділ,
длина осциллограммы импульсаlосц=
5поділ, погрешность
калибратора
| |||||||
|
|
1 |
5 | ||||||||||
|
Математическая модель процесса | ||||||||||||
|
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 |
| |||||||
|
|
№ 4 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Нарисовать структурную схему измерения частоты методом синусоидальной развертки. б) Пояснить назначение линии задержки и её место в принципиальной схеме. |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить относительную погрешность воспроизведения размаха синусоидального сигнала, связанную с шунтирующим действием осциллографа, если известно, что Rвх = 1 МОм иRист = 100 кОм.
|
| |||||
|
|
|
2 |
0,5 |
| ||||||||
|
|
Математическая модель процесса |
| ||||||||||
|
|
№ 5 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Объяснить назначение и принцип действия ждущей развертки б) Как и где осуществляется регулировка яркости луча?
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить частоту напряжения подаваемого на вход Yи время движения луча от точки 1 до точки 2, если известно, что на экране получено изображение вида
при синусоидальной развертке с частотой fр = 200 Гц |
| |||||
|
|
|
0,5 |
0,2
|
| ||||||||
|
|
Математическая модель процесса |
| ||||||||||
|
|
№ 6 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Перечислить требования к напряжению развертки и пояснить, как они выполняются в ЭО б) Назначение и структурная схема УВО.
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить длительность фронта импульсаф, если время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения составит 35 нс, длительность фронта импульса на экране осциллографаф о = 1мкс.
|
| |||||
|
|
|
0,2 |
0,1 |
| ||||||||
|
|
Математическая модель процесса |
| ||||||||||
,
коэффициент нелинейности развертки = 6 %
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | ||
|
№7 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Поясните назначение и область применения ждущей развертки. б) Пояснить, почему на экране не виден обратный ход луча.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить относительную погрешность воспроизведения размаха синусоидального сигнала, связанную с шунтирующим действием осциллографа, если известно, что Rвх =0.5 МОм иRист = 200 кОм.
|
|
|
0,2 |
0,1 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
№ 8 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Как получить на экране круговую развертку. б) Перечислите типы осциллографов и их назначение.
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить частоту напряжения подаваемого на вход Yи время движения луча от точки 1 до точки 2, если известно, что на экране получено изображение вида
при синусоидальной развертке с частотой fр = 400 Гц |
|
|
0,1 |
50 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
№ 9 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Какие параметры электрического сигнала можно измерить с помощью ЭО. б) С помощью графических построений показать, к каким искажениям приводит нелинейность развертки.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подаются импульсы длительностью 0,2 мкс/поділ, коэффициент развертки 0,1 мкс/поділ, рабочая длина горизонтальной части экрана 6поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в каналеYимеет время задержкиз = 0,2 мкс
|
|
|
0,05 |
20 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | ||
|
10
|
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Как получить на экране круговую развертку. б) Перечислите типы осциллографов и их назначение.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить
длительность импульса и его относительную
погрешность, если известно, что
Кр= 5 мкс/поділ,
длина осциллограммы импульсаlосц=
6поділ, погрешность
калибратора
|
|
|
0,02 |
2 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
11
|
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Какие параметры электрического сигнала можно измерить с помощью ЭО. б) С помощью графических построений показать, к каким искажениям приводит нелинейность развертки.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить длительность фронта импульса ф, если время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения составит 70 нс, длительность фронта импульса на экране осциллографаф о = 0,5мкс.
|
|
|
0,5 |
10 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
12 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) С помощью осциллограммы пояснить принцип получения изображения на экране ЭЛТ. б) В каких блоках находятся регулировки Квідх., Крозг., «яркость», «фокусировка», «уровень», «стабильность». |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить длительность воспроизведения фронта импульса на экране осциллографа и относительную погрешность , связанную с шунтированием, если известно, что длительность фронта импульса ф = 1.5 мкс;Свх = 25 пФ;Rист=15 кОм.
|
|
|
0,05 |
2 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
,
коэффициент нелинейности развертки= 8 %
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||
|
№ 13 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить назначение канала Zи его состав. б) Пояснить принцип получения пилообразной линейной развертки.
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить коэффициент амплитудной модуляции
| |
|
|
0,5 |
1 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 14 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить определение частоты методом фигур Лиссажу. б) Объяснить назначение и устройство аттенюатора вертикального входа. |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить относительную погрешность воспроизведения размаха синусоидального сигнала, связанную с шунтирующим действием осциллографа, если известно, что Rвх =5 МОм иRист =50 кОм.
| |
|
|
0,02 |
50 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 15 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить определение частоты при линейной периодической развертке. б) Назначение и принцип действия ждущей развертки.
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подаются импульсы длительностью 0,1 мкс/поділ, коэффициент развертки 0,5 мкс, рабочая длина горизонтальной части экрана 8поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в каналеYимеет время задержкиз = 0,1 мкс
| |
|
|
0,1 |
5 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | ||
|
№ 16 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить измерение фазового сдвига двулучевым осциллографом. б) Назначение и принцип действия системы синхронизации развертки.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить частоту напряжения подаваемого на вход Yи время движения луча от точки 1 до точки 2, если известно, что на экране получено изображение вида
при синусоидальной развертке с частотой fр = 100 Гц. |
|
|
0,02 |
0,5 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
№ 17 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить принцип измерения напряжения с помощью ЭО. б) Устройство и принцип действия ЭЛТ.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подаются импульсы длительностью 0,4мкс, коэффициент развертки 0,1 мкс, рабочая длина горизонтальной части экрана 6поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в каналеYимеет время задержкиз = 0,1мкс
|
|
|
0,05 |
0,2 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
№18
|
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить требования к генератору линейной развертки. б) Объяснить способ измерения фазового сдвига однолучевым ЭО.
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить верхнюю граничную частоты полосы пропускания канала Yосциллографа, если время нарастания переходной характеристики должно быть не более 3,5·10-9с. |
|
|
10
|
10 | |||
|
Математическая модель процесса | |||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||
|
№ 19 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Принцип получения линейной периодической развертки. б) Измерение коэффициента амплитуды модуляции при линейной развертке. |
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подаются импульсы длительностью 0,5мкс, коэффициент развертки 0,1 мкс, рабочая длина горизонтальной части экрана8 поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в канале Y имеет время задержкиз = 0,2 мкс | |
|
|
5 |
20 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 20 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) На схеме указать положение переключателей для режима линейной непрерывной развертки. б) Пояснить, почему на экране не виден обратный ход луча.
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить частоту напряжения подаваемого на вход Yи время движения луча от точки 1 до точки 2, если известно, что на экране получено изображение вида
при синусоидальной развертке с частотой fp = 600 Гц | |
|
|
1 |
5 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 21 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) На схеме указать положение переключателей для режима синусоидальной развертки. б) Пояснить, от каких параметров зависит чувствительность ЭЛТ
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
На вход осциллографа подается синусоидальное напряжение с f = 20 кГц, длительность прямого хода луча Тпр =50мкс, длительность обратного хода луча Тобр = 2.5 мкс. Нарисовать вид осциллограммы.
| |
|
|
2 |
0,5 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||
|
№ 22 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Нарисовать структурную схему измерения частоты методом круговой развертки. б) Как и где осуществляется регулировка яркости луча?
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить длительность фронта импульса ф, если время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения составит 140 нс, длительность фронта импульса на экране осциллографаф о = 2мкс.
| |
|
|
0,5 |
5 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 23 |
Нарисовать структурную схему ЭО а) Нарисовать структурную схему измерения частоты методом синусоидальной развертки. б) Как и где осуществляется фокусировка луча?
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить фазовый сдвиг
| |
|
|
0,1 |
0,1 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№24 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Объяснить назначение и принцип действия ждущей развертки б) С помощью графических построений показать, к каким искажениям приводит нелинейность развертки. |
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить длительность воспроизведения фронта импульса τвх.ф.на экране осциллографа и относительную погрешность, связанную с шунтированием, если известно, что длительность фронта импульсаф = 4 мкс;Свх = 50 пФ;Rист= 25 кОм.
| |
|
|
0,5
|
50 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||
|
№ 25 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить состав и работу канала горизонтального отклонения. б) Какие виды синхронизации есть в осциллографе?
|
Осциллограмма процесса |
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить коэффициент амплитудной модуляции
| |
|
|
5 |
20 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 26 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить состав и работу канала вертикального отклонения. б) В каких случаях, и какие применяются виды синхронизации?
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подается синусоидальное напряжение с f = 50 кГц, длительность прямого хода лучаТпр= 17.5 мкс, длительность обратного хода лучаТобр = 2.5 мкс. Нарисовать вид осциллограммы.
| |
|
|
0,02
|
2
| ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 27 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить, какие есть способы измерения коэффициента амплитудной модуляции с помощью ЭО. б) В каких случаях и для чего применяют синусоидальную и круговую развертки
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить
длительность импульса и его относительную
погрешность, если известно, что
Кр= 5 мкс/поділ,
длина осциллограммы импульсаlосц=
5поділ, погрешность
калибратора
| |
|
|
0,05 |
10
| ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 | |||
|
№ 28 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить устройство ЭЛТ и назначение электродов. б) Объяснить устройство и работу выходных каскадов УВО
|
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
На вход осциллографа подается синусоидальное напряжение с f =10 кГц, длительность прямого хода лучаТпр = 8,5 мкс, длительность обратного хода лучаТобр = 1, 5 мкс. Нарисовать вид осциллограммы.
| |
|
|
2 |
1 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№ 29 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Поясните назначение и принцип работы калибратора амплитуды б) Пояснить, от каких параметров зависит чувствительность ЭЛТ. |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мс/дел |
Определить требуемую нижнюю граничную частоту полосы пропускания осциллографа, для наблюдения импульса длительностью и = 0,1 мкс, если величина спада вершины импульсаhспне должна превышать 0,05hи.
| |
|
|
10 |
50 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
|
№30 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Поясните назначение и область применения ждущей развертки. б) Пояснить, почему на экране не виден обратный ход луча. |
Осциллограмма процесса
|
Коткл В/дел |
Кр мкс/дел |
Определить частоту напряжения подаваемого на вход Y и время движения луча от точки 1 до точки 2, если известно, что на экране получено изображение вида
при синусоидальной развертке с частотой fр = 1000 Гц | |
|
|
0,01 |
5 | ||||
|
Математическая модель процесса | ||||||
,
коэффициент нелинейности развертки= 4,5 %
