Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КЗ по МCиC 2013

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
1.54 Mб
Скачать

36 Схематически изобразить конструкцию магнитоэлектрического измерительного механизма (МЭИМ) с подвижной катушкой и неподвижным магнитом, пояснить принцип действия. Определить угол поворота подвижной части МЭИМ при протекании по его катушке тока I, если магнитная индукция В в зазоре постоянного магнита, активная площадь рамки катушки S, число витков

катушки W, удельный противодействующий момент Куд. Данные о значениях I,

B, S, W и Куд приведены в таблице 4.7.

37 Рассчитать для МЭИМ, параметры которого указаны в задаче № 36, чувствительность S1 и постоянную по току С1, чувствительность SU и постоян-

ную по напряжению СU . Значение внутреннего сопротивления Ri МЭИМ выбрать из таблицы 4.7.

38 Определить для МЭИМ с параметрами задачи № 36 значения вращающего момента МВР и потребляемую мощность при протекании по рамке тока I,

если внутреннее сопротивление МЭИМ Ri (таблица 4.7). Таблица 4.7

Параметр

I, мА

В, мТ

S, см2

W, вит.

Куд 109,

н м

град

 

Ri , Ом

 

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

4,5

3,5

2,5

1,5

0,5

90

100

110

120

130

70

80

140

150

160

4,4

4,0

4,2

1,0

2,0

3,0

3,5

3,2

6,0

5,0

17

18

28

85

35

25

20

23

17

15

38

40

41

42

45

39

36

46

50

66

1,7

 

3,1

4,4

7,1

8,3

9,0

 

13

21

2,3

9,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39. На основе МЭИМ с внутренним сопротивлением Ri, ценой деления Сi и шкалой с N делениями необходимо создать вольтамперметр с пределами измерения по току IА и напряжению UV. Рассчитать сопротивления шунта и добавочного резистора, определить цену деления созданного прибора и начертить

принципиальную схему вольтамперметра. Данные о значениях Ri, Ci, N, IА, UV приведены в таблице 4.8.

40 Рассчитать по условию задачи 39 сопротивление шунта и внутреннее сопротивление амперметра, полученное при расширении пределов измерения по току. Определить методическую погрешность измерения тока при включе-

нии прибора в цепь (рисунок 4.1). Значение сопротивления нагрузки RН1 выбрать в таблице 4.8.

41 Рассчитать по условию задачи 39 сопротивление добавочного резистора и внутреннее сопротивление вольтметра после расширения предела и определить методическую погрешность измерения напряжения при включении прибо-

11

ра в цепь (рисунок 4.2 ). Внутреннее сопротивление источника ЭДС R0 и

нагрузки RН2

выбрать в таблице 4.8.

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметр

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ri, кОм

 

0,13

0,681

1,56

1,98

1,27

2,15

0,825

0,995

1,43

0,797

Ci, мкА/дел

 

5,0

2,0

2,5

1,0

0,5

1,0

5,0

2,0

4,0

2,0

N, дел

 

100

50

200

150

100

75

50

100

50

75

IA, мА

 

4,0

20

40

30

2,5

3,0

2,5

10

25

15

UV, B

 

2,0

5,0

10

7,5

2,0

3,0

5,0

2,0

5,0

15

RН1, Oм

 

50

40

100

47

120

110

130

51

33

22

R0, кОм

 

0,5

2,0

1,5

1,8

2,4

8,2

5,6

0,8

4,7

9,2

RН2, кОм

 

2,0

5,1

7,5

9,1

10,0

1,2

1,0

3,3

8,2

12,0

42 В процессе измерения тока в цепи (рисунок 4.1) получен результат IX. Определить методическую погрешность измерения и действительное значение

тока I. Данные со значениями Ix, RА, RН1 приведены в таблице 4.9.

43 В процессе измерения напряжения в цепи (рисунок 4.2) получен резуль-

тат Uх. Определить методическую погрешность значение падения напряжения на резисторе RН2. RН2, и RV приведены в таблице 4.9.

Таблица 4.9

измерения и действительное Данные о значениях Uх ,Rо,

Пара-

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

Метр

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ix, мА

2,2

31,6

5,9

12,0

109

215

67

54

36

150

RA, Ом

18,2

43,8

20,1

54,8

9,8

3,2

5,95

16,3

21,8

9,5

RН1, Oм

93

150

82

75

44

8,5

9,1

10,2

77

17

Ux, В

31,2

5,3

48

1,5

3,6

71

18,5

9,2

4,7

51

R0, кОм

7,5

0,5

56

9,8

1,0

10

9,7

3,3

12

91

RН2, Ом

12,0

27,0

5,1

1,2

18

150

82

16

40

82

RV, кОм

100

50

200

40

50

100

40

50

25

100

12

44 Определить показания выпрямительного и термоэлектрического амперметров, имеющих классы точности

(выпрямительный амперметр) и (термоэлектрический амперметр), при измерении импульсного тока (рисунок 4.3). Определить также пределы основных инструментальных абсолютной и приведённой погрешностей измерения, выбрав соответствующие пределы измерения из ряда 30 мА; 100 мА; 300

мА; 1 А; 3 А … . Параметры импульсов ( , Т, I1, I2 ) и значения и приведены в таблице 4.10.

B задачах 45-47 необходимо определить пиковое Um, среднеквадратиче-

ское Uск и средневыпрямленное Uсв значения напряжения, поданного на вход электронного вольтметра с пиковым детектором, закрытым входом, со шкалой, проградуированной в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Показание вольтметра U (таблица 4.10). Оценить также пределы основных инструментальных абсолютной и относительной погрешностей измерения U, выбрав необходимый предел измерения из ряда ... 3; 10; 30; 100 ... В.

Таблица 4.10

Параметр

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

, мс

5,0

10

8,0

12

4,0

6,0

9,0

7,0

10

15

Т, мс

25

40

40

60

24

30

36

42

30

60

I1,A

1,2

1,0

1,4

1,3

0,8

0,9

1,4

1,2

1,0

0,8

I2,A

0,4

0,2

0,5

0,3

0,4

0,3

0,2

0,6

0,4

0,2

U, B

2,1

2,0

8,0

40

1,8

1,5

6

25

1,5

12

Q

5

2

7

7,5

4

8

10

6,5

3,5

3

1

0,1

0,5

0,2

1,0

2,0

0,5

0,25

0,2

1,5

1,0

2

0,5

0,2

1,0

0,5

1,0

0,2

0,5

0,1

1,0

2,0

45 Импульсный сигнал скважностью Q (рисунок 4.4) подан в положительной полярности на вход вольтмет-

ра с классом точности . Значения Q

и приведены в таблице 4.10.

46 Сигнал синусоидальной формы после однополупериодного выпрямителя, характеризующийся коэффици-

13

ентами амплитуды Ка = 2,0 и формы Кф = 1,76, подан на вход вольтметра с

классом точности в положительной полярности. Значение приведено в таблице 3.10.

47 Сигнал синусоидальной формы после мостового выпрямителя, характеризующийся коэффициентами амплитуды Ка = 1,41 и формы Кф = 1,11, подан в

положительной полярности на вольтметр с классом точности . Значение приведено в таблице 4.10.

48 Определить амплитудное, среднее квадратическое и средневыпрямленное значения напряжения пилообразной формы (Ка = 1,73 и Кф = 1,16), поданно-

го на вход электрического вольтметра класса точности , с детектором средневыпрямленного значения, вход открытый, шкала проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Показания вольтметра

U. Значения U и приведены в таблице 4.10.

В задачах 49 - 51 необходимо по известным показаниям одного из вольтметров определить показания других. Вольтметры имеют открытые входы, шкалы их проградуированы в средних квадратических значениях синусоидального напряжения, детекторы, соответственно, пиковый, среднего квадратического и средневыпрямленного значений. Измеряемые напряжения имеют коэф-

фициенты амплитуды и формы Ка и Кф (таблица 4.11).

49 Показание вольтметра переменного тока с детектором пикового значения U1 (таблица 4.11).

50. Показание вольтметра переменного тока с детектором среднего квадратического значения U2 (таблица 4.11).

51 Показание вольтметра переменного тока с детектором средневыпрямленного значения U3 (таблица 4.11).

52 Напряжение сигнала неизвестной формы измерялось тремя вольтметрами, описанными в условиях задач 49 - 51. Определить коэффициенты амплитуды и формы, если показания вольтметров с детекторами: пикового значения U1, среднеквадратического значения U2 и средневыпрямленного значения - U3 (таб-

лице 4.11).

Таблица 4.11

Параметр

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

U1, мВ

26,4

515

42

72

27,6

15,7

152

61

550

246

U2, мВ

24,0

455

36

58

216

12,4

113

44

380

174

U3, мВ

24,2

440

33

49

178

9,5

86,5

32

280

110

Ка

1,73

1,86

1,6

1,5

1,55

1,95

1,65

1,60

1,70

2,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кф

1,16

1,32

1,1

1,2

1,05

1,43

1,21

1,15

1,25

1,35

14

53 При измерении постоянного напряжения цифровым вольтметром времяимпульсного преобразования на счетчик поступило N импульсов, следующих с частотой повторения Fпов. Определить значение измеряемого постоянного напряжения Uх и погрешность его измерения, если скорость нарастания линей-

ного изменяющегося напряжения Uк определяется формулой

Vк

 

dU

к

 

 

 

 

dt

 

. Значе-

ния N, Fпов, Vк приведены в таблице 4.12. Определить погрешность измерения напряжения, обусловленную погрешностью дискретности.

54 При измерении постоянного напряжения цифровым вольтметром ча- стотно-импульсного преобразования на выходе компаратора за временной интервал Ти было сформировано N импульсов. Определить значение постоянного напряжения, поданного на вход частотно-импульсного преобразователя, имеющего следующие параметры: пороговое напряжение компаратора Uo, начальное напряжение интегратора Е. Определить погрешность измерения напряжения, обусловленную погрешностью дискретности. Значения Ти, Uo и Е приведены в таблице 4.12.

55 При измерении постоянного напряжения цифровым вольтметром кодоимпульсного преобразования на выходе декадного счетчика был получен дво- ично-десятичный код Nдд. Цифроаналоговый преобразователь, формирующий компенсирующее напряжение Uк, выполнен по четырехразрядной десятичной схеме с весовыми коэффициентами 8-4-2-1. Младший разряд соответствует 1 мВ. Определить измеренное значение постоянного напряжения и погрешность его измерения, обусловленную погрешностью дискретности. Значения Nдд приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12

Параметр

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

N

500

100

200

150

300

250

400

70

80

90

Tи, с

0,01

0,1

1,0

0,01

0,1

1,0

0,01

0,1

1,0

0,01

Fпов, МГц

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

Vк, В/с

0,01

0,001

0,02

0,03

0.04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

Е, В

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

Uo, В

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

 

0101

0001

0011

0101

0101

0101

0101

0101

0101

0101

N дд

0011

0101

1001

0011

0011

0011

0011

0011

0011

0011

0001

0011

1000

0001

0001

0001

0001

0001

0001

0001

 

 

1001

0101

0100

1001

1001

1001

1001

1001

1001

1001

56 Ваттметр поглощаемой мощности подключен к СВЧ генератору через аттенюатор с ослаблением А (таблица 4.13). Определить мощность на входе ат-

Информация, содержащаяся в выделенной в таблице 3.12 строке, соответствует младшему разряду счета.

15

тенюатора, если показания ваттметра Рw1, коэффициент стоячей волны входа аттенюатора Кстu.

Таблица 4.13

Параметр

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А, дБ

25

15

32

20

40

36

8,0

30

10

22

А, дБ

0,5

0,3

1,5

1,7

2,5

1,8

0,2

1,0

0,3

0,5

Р, %

10

15

10

20

10

15

10

20

10

20

Кстu

1,2

1,1

2,0

1,8

2,6

1,3

1,4

1,7

2,2

1,5

Pw1, мВт

0,27

0,55

2,2

4,52

2,0

0,75

0,49

0,32

1,8

0,19

Pw2, мВт

0,05

0,13

0,11

0,41

0,26

0,32

0,25

0,13

0,2

0,05

С1, дБ

20

15

25

30

30

20

10

15

25

10

С2, дБ

15

20

10

25

15

10

20

10

30

15

57 Решить задачу 56, если показания ваттметра равны Рw2.

58 Ваттметр поглощаемой мощности подключен к вторичному каналу направленного ответвителя (НО) с переходным ослаблением С1 (рисунок 4.5,а). Определить падающую, отраженную и проходящую мощность, если показания ваттметра Рw1, коэффициент стоячей волны нагрузки равен Кстu. (таблица 4.13).

59 Решить задачу 58, если ваттметр включен по схеме (рисунок 4.5,б) и его показания Рw2.

60 Решить задачу 58, если показания ваттметра Рw1, переходное ослабление НО С2 (таблица 4.13) и включение по схеме (рисунок 4.5,б).

61 При включении ваттметра по схеме (рисунок 4.5,а) его показания были Рw1, а при переориентации НО (рисунок 4.5,б) - Рw2. Определить падающую, отраженную, проходящую мощности и КСВН нагрузки, если переходное ослабление НО равно С2 (таблица 4.13).

Рисунок 4.5,а 62 Определить абсолютную и относительную погрешности измерения ча-

стоты f1 резонансным частотомером, обусловленные неточностью настройки в резонанс. Добротность колебательной системы Q, индикатор - магнитоэлектри-

ческий вольтметр класса точности с детектором среднеквадратического значения. В момент резонанса отклонение стрелки произошло на К-ю часть шкалы.

Значения Q , , К ,f1 приведены в таблице 4.14.

16

63 Определить относительную и абсолютную погрешности измерения частоты f2 универсальным цифровым частотомером, если вре-

мя измерения Ти, нестабильность частоты кварцевого ге-

нератора о. Значения f2, Ти,о приведены в таблице 4.14.

Рисунок 4.5,б 64 Определить относительную и абсолютную погрешность измерения пе-

риода Тх универсальным цифровым частотомером, если период счетных импульсов Т0, нестабильность частоты кварцевого генератора о. Значения Тх, То,о приведены в таблице 4.14.

65 Определить относительную погрешность измерения отношения частот f3/f2 универсальным цифровым частотомером. Значения f3 и f2 приведены в таб-

лице 4.14.

66 Определить погрешность измерения частоты f4 цифровым частотомером. Время измерения Ти. Определить погрешность измерения периода этого же сигнала, если период счетных импульсов То, нестабильность частоты кварцевого генератора о. Сравнить полученные результаты. Значения f4, Ти0, о приведены в таблице 4.14.

Таблица 4.14

Параметр

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

800

1200

1000

900

1500

1400

1200

800

1000

2000

 

 

 

 

1,0

1,5

0,5

1,0

0,5

1,5

1,0

1,5

0,5

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

0,8

0,7

0,6

0,5

0,9

0,8

0,6

0,9

0,8

0,6

f1, ГГц

 

2,2

1,4

2,8

1,6

3,2

4,4

2,6

1,8

3,7

4,0

f2, кГц

 

150

160

340

180

200

210

215

220

225

240

f3,кГц

 

1225

1192

1425

1216

1250

1280

1258

1275

1270

1320

f4 ,кГц

 

1215

840

56

3,8

570

1415

5,9

27

240

82,5

Ти, с

 

0,01

0,1

1,0

10

0,1

0,01

10

1,0

1,0

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То, мкс

0,01

0,01

1,0

1,0

0,1

0,01

1,0

0,1

0,1

0,1

 

 

 

 

6

2

5

20

10

5

50

1

2

4

25

0

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тх, мс

 

0,36

0,047

13,2

285

1,23

0,836

36,4

6,75

92,5

4,46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 , %

0,09

0,05

0,08

0,05

0,06

0,07

0,08

0,090

0,07

0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 , %

5

5

3

3

5

3

5

4

3

4

17

67 Определить погрешность измерения периода Тх универсальным цифровым частотомером, если период импульсов кварцевого генератора То, нестабильность его частоты о (таблица 4.14). Оценить, как изменится погрешность измерения, если измерение осуществлялось за 10 периодов.

68 При измерении интервала времени х погрешность измерения составила2. Как необходимо изменить период счетных импульсов, чтобы погрешность измерения х не превышала 1? Нестабильность частоты генератора счетных импульсов не превышает о (таблица 4.14).

69 Определить частоту синусоидального сигнала, поданного на вход Y электронного осциллографа, если на вход X подан сигнал частоты f1 и на экране осциллографа получена интерференционная фигура (таблица 4.15). Привести структурную схему эксперимента.

Таблица 4.15

Параметр

0

 

 

 

 

 

f1, кГц

0,1

 

f2, кГц

0,2

 

Вид фигуры

 

 

n

 

2

 

КВ, мВ/дел.

1

 

КР, мкс/дел.

1

 

U+, В

0,5

 

U-, В

0,4

 

Um, В

1,2

 

Umax, В

1,7

 

Umin, В

0,8

 

Обзор,

кГц

 

 

0,02

 

дел

 

 

 

 

 

Ослабление,

3

 

дБ/дел

 

 

Частота

50

 

метки, кГц

 

 

n - номер

2

 

спектраль-

 

 

ных состав-

 

 

ляющих

 

 

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,5

1,0

1,5

2,0

0,3

0,2

0,4

0,4

0,8

0,25

2,0

4,5

1,0

0,1

0,6

0,2

0,2

0,4

3

4

5

4

3

7

6

3

8

0,1

0,2

0,5

1

2

5

1

0,2

0,5

2

5

0,1

0,2

0,5

1

2

5

0,1

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

8,5

9,5

1,4

2,4

3,4

4,4

5,4

6,4

7,4

8,4

9,4

2,2

3,2

4,2

5,2

6,2

7,2

8,2

9,2

10,2

3,7

5,7

7,7

9,7

11,7

13,7

15,7

17,7

19,7

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

Параметры анализатора спектра

 

 

 

0,05

0,1

0,2

0,5

1,0

2,0

5,0

10

20

5

7

9

2

4

6

8

10

1

100

150

200

250

300

350

400

500

600

3

4

5

5

3

2

4

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70 Определить частоту сигнала, поданного на вход Z осциллографа, если на входы X и Y поданы синусоидальные сигналы частоты f2, сдвинутые по фазе

18

относительно друг друга на 90 . Количество разрывов изображения n (таблица 4.15). Привести также вид осциллограммы и структурную схему эксперимента.

71 Определить вид интерференционной фигуры, если на вход Y осциллографа подан синусоидальный сигнал частотой f1, а на вход X - частотой f2 (таб-

лица 4.15).

В задачах 72 - 76 по приведенным на рисунках 4.6 - 4.8 в масштабе 1:1 осциллограммам необходимо определить параметры сигналов, указанных в усло-

вии задачи. Значения коэффициентов отклонения Кв и развертки Кр электронного осциллографа выбрать из таблицы 4.15.

72 Определить амплитуду и период сигнала (рисунок 4.6).

73 Определить амплитуду и длительность импульса (рисунок 4.7).

74 Определить период и длительность фронта импульса (рисунок 4.7).

75 Определить значение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами (рисунок 4.8) и период этих сигналов.

76 Определить значение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами (рисунок 4.8) и амплитуду этих сигналов.

77 На рисунке 4.9 приведено изображение спектра исследуемого сигнала, полученное на экране анализатора спектра последовательного действия. Определить частоты основной fo и n-х боковых fn гармонических составляющих, частотные интервалы между спектральными составляющими, ширину спектра исследуемого сигнала и относительную амплитуду n-х составляющих спектра в дБ. Основные параметры анализатора спектра приведены в таблице 4.15.

Относительная амплитуда спектральной составляющей определяется по отношению к амплитуде основной спектральной составляющей.

19

78 На рисунке 4.10 приведена осциллограмма амплитудномодулированного колебания с параметрами U+, U-, Um, Umax, Umin, значения которых приведены в таблице 4.15. Используя рекомендованную литературу, дайте определение приведенным обозначениям параметров амплитудномодулированного колебания. Определите среднее и пиковые значения коэффициента амплитудной модуляции.

79 Измерение коэффициента амплитудной модуляции проводилось прибором для измерения параметров амплитудной модуляции (модулометром), базирующимся на методе двух вольтметров. Используя необходимые данные задачи 78, определите значение коэффициента амплитудной модуляции.

В задачах 80, 81 определить сопротивление резистора Rx, включенного в плечо уравновешенного моста постоянного тока (рисунок 4.11), и оценить относительную погрешность измерения Rx из-за подключающих проводов.

Рисунок 4.10

Рисунок 4.11

Рисунок 4.12

Рисунок 4.13

80 Параметры элементов мостовой цепи указаны в таблице 4.16, сопротивление подключающих проводов принять равным 0,3 Ом. Указать условия получения максимальной чувствительности моста.

20