- •Факультет менеджмента и инженерного бизнеса
- •Содержиние
- •Введение
- •Лабораторная работа №1. Цифровые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Основные метрологические характеристики цифровых приборов
- •1.3. Цифровые вольтметры
- •1.3.1. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
- •1.3.2. Вольтметр поразрядного уравновешивания
- •1.3.3. Цифрового вольтметра с двойным интегрированием
- •1.4. Измерение частоты методом дискретного счета.
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Аналоговые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •Ферродинамического (в) и электростатического (г) им
- •1.2. Основные электромеханические электроизмерительные приборы
- •1.2.1. Основные параметры стрелочного индикатора
- •1.2.2. Расчет миллиамперметра
- •1.2.3. Расчет вольтметра постоянного тока
- •1.2.4.Расчет вольтметра переменного тока
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3.
- •Измерение сопротивления проводника
- •Пример обработки результатов косвенных измерений при определении удельного сопротивления проводника
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •Измерение диаметра проволоки.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •3. Результаты измерения удельного сопротивления представить в виде
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4.
- •3.4. Измерение мгновенной, активной, полной и реактивной мощностей двухполюсника с помощью перемножителя и осциллографа
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Средства измерения использующие, нулевой метод
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Компенсационный метод измерения
- •1.3. Мостовой метод измерения параметров элементов
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром pv1).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6. Измерение спектров Электрических сигналов
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения о сигналах и спектрах
- •А) спектр амплитуд, б) спектр фаз сигнала
- •1.2. Спектры основных периодических сигналов
- •2. Спектральный состав прямоугольных видеоимпульсов
- •3. Треугольный импульс (симметричный).
- •4. Треугольный импульс (пилообразный).
- •1.3. Модулированные сигналы
- •2. Методы анализа спектра сигналов
- •2.1. Анализ спектра методом фильтрации
- •2.2 Цифровой анализ спектра
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7. Автоматизированные измерения лабораторным комплексом ni elvis
- •Введение
- •Использование Виртуальных приборов измерительного комплекса ni elvis
- •Рис 1а.
- •2. Практические упражнения
- •И высоких частот (фвч) – (б)
- •5. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Удельное сопротивление веществ (при 20с)
- •Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений
- •Измерение линейных величин. Измерение линейкой
- •Штангенциркуль
- •Микрометрический винт. Микрометр
- •Приложение 4. Рекомендации при построении графиков.
1.3. Цифровые вольтметры
Цифровые вольтметры (ЦВ) предназначены для измерения напряжений. Признаки классификации. Чаще всего ЦВ классифицируют по следующим признакам:
1) по назначению – постоянного и переменного тока и напряжения, универсальные импульсные.
2) по схемному решению – с жесткой логикой, с микропроцессорным управлением.
3) по методы аналого-цифрового преобразования – с времяимпульсным преобразованием, поразрядного кодирования, параллельного кодирования и другие.
Основные характеристики ЦВ аналогичны характеристикам средств измерений, рассмотренных ранее. Отличие лишь в некоторых особенностях этих характеристик.
Основная погрешность складывается обычно из следующих 4х составляющих:
1) погрешности дискретности,
2) погрешности реализации уровня квантования,
3) погрешность от наличия порога чувствительности сравнивающего устройства.
4) погрешность от действия помех.
Методическая погрешность, обусловлена несовершенством цифровых вольтметров и поэтому являются составляющей инструментальной погрешности.
Класс точности цифровых вольтметров определяется в пределах допускаемой основной относительной погрешности и выражается в % по показанию прибора
где: Xmax – рабочий предел измерения шкалы; X – измеренное значение на этом пределе; c и d –константы, характеризующие класс точности прибора, приводимые в его технических характеристиках
Для цифровых вольтметров указывается диапазон измерений или поддиапазон измерений, если прибор многопредельный. При переходе с одного поддиапазона на другой погрешность изменяется, что обусловлено изменением погрешности дискретности и других составляющих основной погрешности. Цифровые вольтметры переменного тока чаще всего представляют собой сочетание цифрового вольтметра постоянного тока и высокочастотного измерительного преобразования напряжения из переменного в постоянное. Показания цифрового вольтметра чаще всего выражаются среднеквадратическим значением синусоидального напряжения.
1.3.1. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
Принцип действия в том, что измеряемое напряжение предварительно преобразуется во временной интервал, длительность которого пропорциональна напряжению, а затем этот интервал измеряется, путем подсчета счетных импульсов создаваемых кварцевым генератором.
Структурная схема приведена на рис.1.3. – Генератор Импульсов Счета, – Ключ, – Счетчик, – Отсчетное Устройство, – Генератор Линейно Изменяющегося Напряжения, – Сравнивающее Устройство, Блок Управления.
Рис. 1.3.
При запуске прибора старт-импульсом в момент времени t, сигналом с БУ открывается ключ и запускается ГЛИН. Uk на выходе ГЛИН начинает изменяться по линейному закону, а на вход счетчика через открытый ключ подаются квантующие импульсы ГИСЧ. В СУ происходит сравнение измеряемого Ux с Uk, подаваемого с ГЛИН. Как только измеряемое напряжение сравнивается с линейно нарастающим СУ выдает сигнал, по которому БУ закрывает ключ и счетные импульсы в счетчик больше не поступают. Т.о. за интервал времени tх=t2-t1 на вход счетчика пройдет число импульсов N=Uxf0/k, где k – коэффициент, характеризующий скорость изменения Uk.
Составляющие погрешности приборов:
1) погрешность квантования.
2) погрешность от нестабильности частоты генератора импульсов счета.
3) погрешность от наличия порога срабатывания сравнивающего устройства.
4) погрешность от нелинейности и нестабильности линейно изменяющегося напряжения.