4. Зміст звіту

4.1. Мета роботи.

4.2. Використовувані прилади.

4.3. Схеми виконання вимірювань.

4.4. Результати вимірювань параметрів електричних сигналів та обробки.

4.5. Висновки.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Призначення ЕПО.

2. Методи вимірювання параметрів електричних сигналів за допомогою ЕПО.

3. Похибки вимірювань параметрів електричних сигналів, методи їх зменшення.

4. Який метод вимірювання реалізується при застосуванні осцилографічного методу виміру частоти електричних сигналів? В чому полягає головна особливість цього методу вимірювання?

5. В чому полягає головна відмінність способів лінійної і синусоїдальної розгортки осцилографічного методу виміру частоти електричних сигналів?

6. Який вид приймає осцилограма на екрані ЕПТ при вимірювані фазового зсуву двох сигналів ψ =0 у спосіб синусоїдальної розгортки? Відповідь обґрунтувати.

7. Який вид приймає осцилограма на екрані ЕПТ при вимірювані фазового зсуву двох сигналів ψ =90º у спосіб синусоїдальної розгортки? Відповідь обґрунтувати.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Дослідження універсального цифрового вольтметра.

Вимірювання напругИ постійного та змінного струму

за допомогою цифрового вольтметру

1. Мета роботи

Вивчити призначення, принцип дії та основні характеристики універсального цифрового вольтметру (мультиметру); перевірити його основні метрологічні характеристики.

2. Підготовка до роботи

2.1. При підготовці до роботи ознайомитись з призначенням і принципом дії універсального цифрового вольтметру, призначенням та розташуванням його органів управління, використовуючи експлуатаційну документацію приладу.

2.2. Основні характеристики цифрового мультиметру UT-50А/B/C

Цифрові мультиметри UT-50А/B/C є вимірювальними приладами з автоматичним та ручним вибором діапазонів вимірювання та представленням результату вимірювання на 4-х розрядному (1999) цифровому дисплеї. Прилади призначено для вимірювання напруги постійного та змінного струму, постійного та змінного струму, електричного опору, ємності, температури, частоти, тестування діодів. Також прилади оснащено додатковою функцією утримування даних на дисплеї (Data Hold), режимом зниженого енергоспоживання (Sleep mode). Для роботи у приміщеннях із слабим освітленням передбачена опція світлодіодного підсвічування дисплею.

На передній панелі приладу розміщені: РК дисплей; кнопка Data Hold (режим утримування даних на дисплеї); поворотний перемикач функцій приладу; вхідний термінал СОМ; вхідний термінал 20 А; термінал для вимірювання струму; кнопка включення живлення. Індикатори дисплею наведені на рис. 1, призначення індикаторів - у табл. 1.

Рисунок 1 – Індикатори дисплею цифрового мультиметру UT-50А

Таблиця 1 – Призначення індикаторів дисплею мультиметру UT-50

№	Індикатор	Опис
1		Небезпечна напруга
2		Індикатор розряду батареї
3		Індикатор змінної напруги або струму. На дисплеї відображається середнє квадратичне (ефективне) значення гармонійної напруги або струму
4		Індикатор негативної полярності
5		Індикатор режиму тестування діодів
6	H	Робочий режим затримки даних на дисплеї
7		Індикатор режиму перевірки кола на обрив
8	С	Індикатор одиниці вимірювання температури – градуси Цельсія
9	F	Індикатор одиниці вимірювання температури – градуси Фаренгейта
10	A, mA, A	А: Ампери (одиниця вимірювання струму) mA: Міліампери. 110–3 або 0,001 А A: Мікроампери. 110–6 або 0,000001 А
11	V, mV	V: Вольти (одиниця вимірювання напруги) mV: Мілівольти. 110–3 або 0,001 В
12	F, nF	Фарада - одиниця вимірювання ємності F: Мікрофаради. 110–6 або 0,000001 Фарад nF: Нанофаради. 110–9 або 0,000000001 Фарад
13	kHz	Герц - одиниця вимірювання частоти kHz: Кілогерц. 1103 Герц
14	, к, М	: Оми –(одиниця вимірювання опору) к: Кілооми. 1103 або 1000 Ом М: Мегаоми. 1106 або 1000000 Ом

2.3. Основні правила проведення вимірювань.

2.3.1. Вимірювання напруги постійного струму.

Цифрові мультиметри UT-50А/B/C мають наступні діапазони вимірювання напруги постійного струму: (20 – 200) мВ, (0,2 – 2) В, (2 – 20) В, (20 – 200) В, (200 – 1000) В.

Увага: не намагайтесь вимірювати напругу постійного струму більше 1000 В або 750 В ефективного значення змінного струму. Це може привести до пошкодження приладу, а також до загрози поразки електричним струмом.

Для проведення вимірювань напруги постійного струму:

- підключіть чорний вимірювальний щуп до терміналу «СОМ» та червоний щуп до терміналу «V»;

- встановіть поворотний перемикач функцій приладу у положення «V», залежно від потрібного діапазону вимірювань;

- підключіть щупи до джерела напруги, що тестується;

- значення вимірюваної напруги постійного струму отримайте на дисплеї приладу;

- після завершення вимірювань відключите вимірювальні щупи спочатку від джерела напруги, а потім - терміналів (вхідних гнізд) приладу.

Примітки:

1. Якщо приблизний порядок вимірюваної напруги не відомий, встановіть поворотний перемикач функцій приладу на максимальний діапазон (1000 В) та зменшуйте його до появи стабільних значень на дисплеї.

2. Якщо на дисплеї відображається індикатор «1», обирайте наступний (більший) діапазон вимірювань.

3. На кожному діапазоні вимірювань вхідний опір приладу складає 10 МОм. Це може вплинути на точність вимірювання напруги у високоомних колах. Але якщо опір кола не перевищує 10 кОм, похибка вимірювань буде незначною (0,1 % або менш).

Нормовані показники точності (похибки) цифрових вольтметрів, що використовуються у роботі, при вимірюванні напруги постійного струму наведені у табл. 2 та 3.

Таблиця 2 – Похибки вольтметру UT – 50 при вимірюванні напруги постійного струму

Верхня межа діапазону–Uк	Роздільна здатність - D	Межа основної похибки вимірювання, UT – 50 (UT – 39)
200 мВ (199,9)	0,1 мВ	,
2 В (1,999)	1 мВ
20 В (19,99)	10 мВ

Таблиця 3 – Похибки вольтметру В7-38 при вимірюванні напруги постійного струму

Верхня межа діапазону–Uк	Межа основної похибки вимірювання, В7-38
200 мВ (199,99); 2 В (1,9999)	,
20 В (19,999); 200 В (199,99)	,

Приклад:

а) для U_к =2 В роздільна здатність вольтметру UT–50 А (UT – 39 С) складає D = 1 мВ; отже, відносна похибка вимірювання постійної напруги U_Х = 1,5 В вольтметром дорівнює

,

а абсолютна похибка вимірювання складає

;

б) відносна похибка вимірювання постійної напруги U_Х = 1,5 В вольтметром В7 – 38 при U_к =2 В дорівнює

,

а абсолютна похибка вимірювання складає

.

2.3.2. Вимірювання напруги змінного струму.

Цифрові мультиметри UT-50А/B/C вимірюють ефективне значення гармонійної напруги (струму) в діапазоні частот (40 – 400) Гц і мають наступні діапазони вимірювання напруги змінного струму: (0,2 – 2) В, (2 – 20) В, (20 – 200) В, (200 – 750) В.

Увага: не намагайтесь вимірювати напругу постійного струму більше 1000 В або 750 В ефективного значення змінного струму. Це може привести до пошкодження приладу, а також до загрози поразки електричним струмом.

Для проведення вимірювань напруги змінного струму:

- підключіть чорний вимірювальний щуп до терміналу «СОМ» та червоний щуп до терміналу «V»;

-встановіть поворотний перемикач функцій приладу у положення «V» залежно від потрібного діапазону вимірювань;

- підключіть щупи до джерела напруги, що тестується;

- значення вимірюваної напруги змінного струму отримайте на дисплеї приладу;

- після завершення вимірювань відключите вимірювальні щупи спочатку від джерела напруги, а потім - терміналів (вхідних гнізд) приладу.

Примітки:

1. Якщо приблизний порядок вимірюваної напруги не відомий, встановіть поворотний перемикач функцій приладу на максимальний діапазон (750 В) та зменшуйте його до появи стабільних значень на дисплеї.

2. Якщо на дисплеї відображається індикатор «1», обирайте наступний (більший) діапазон вимірювань.

3. На кожному діапазоні вимірювань вхідний опір приладу складає 10 МОм. Це може вплинути на точність вимірювання напруги у високоомних колах. Але якщо опір кола не перевищує 10 кОм, похибка вимірювань буде незначною (0,1 % або менш).

Нормовані показники точності (похибки) цифрових вольтметрів, що використовуються у роботі, при вимірюванні напруги змінного струму наведені у табл. 4.

Таблиця 4 – Похибки цифрових вольтметрів при вимірюванні напруги змінного струму

Верхня межа діапазону–Uк	Роздільна здатність - D	Межа відносної основної похибки вимірювання, , %
		UT – 50	UT – 39	В7 – 38
200 мВ	0,1 мВ		–
2 В	1 мВ
20 В	10 мВ
200 В	0,1 В