05 семестр / Книги и методические указания / Методичка для лабораторных работ / Лаборат_работа_№1 / Электрон_измерит.приборы_Лаб1-табл&вып-е

Лабораторная работа №1.

“ Измерительные приборы”.

Порядок выполнения работы.

Экспериментальная часть.

Опыт 1. Измерение среднеквадратического значения напряжения на выходе генератора ГЗ-33 ламповым милливольтметром ВЗ-38 и определение ошибки.

рис. 5 Схема подключения вольтметра.

1. Подключить милливольтметр к генератору согласно схеме на рисунке 5. Особое внимание обратить на то, чтобы выходная клемма "земля" генератора, помеченная значком -L- была обязательно подключена к "земляному" штекеру измерительного кабеля вольтметра. Обычно это более длинный провод или на нем может стоять знак заземления "L".

2. Для того, чтобы согласовать выходное сопротивления генератора с входным сопротивлением нагрузки включите тумблер "внутр. нагрузка" и поставьте переключатель в положение 600 Ом.

3. Установить на генераторе частоту 1000 Гц. Для этого установить множитель на деление 10, а ручку «Частота - Hz» в положение - 100.

4. Каждый студент устанавливает на выходе генератора по встроенному вольтметру пять величии напряжения в милливольтах, которые определяются по формуле:

U = 10 • N + 10 • i + 15 • n,

где N - номер группы, a i - порядковый номер по списку, n - порядковый номер опыта. Так, например, студент из третьей группы с 11 порядковым номером по списку должен установить в первом случае напряжение:

U = 10 • 3 + 10 • 18 + 15 • 1 = 225 мВ

Во втором U = 210 + 15 • 2 = 240 мВ

В пятом случае U = 210 + 15 • 5 = 285 мВ

5. Измерить в каждом случае выходное напряжение генератора ламповым вольтметром, а результат записать в таблицу 1.

Измерения всегда начинайте с более "грубого" диапазона, когда стрелка находится в первой трети шкалы, затем переходите на более чувствительный диапазон. При "зашкаливании" немедленно переключайтесь на предыдущий, более грубый диапазон.

6. Посчитайте относительную ошибку каждого измерения по формуле:

 = (( U_ген – U_вольт) / U_ген) • 100%

результаты записать в таблицу 1.

7. Повторить пункты 4, 5 и 6 выключив тумблер "внутр. Нагрузка" и включая последовательно выходное сопротивление равное 5 Ом, 50 Ом, 600 Ом (и 5000 Ом у генератора ГЗ-54) Результаты записать в таблицу I.

Пример заполнения таблицы 1:

Состояние тумблера «внутр. нагрузка»	Выходное сопротивл., Ом	Задание по встроенному вольтметру генератора
		300 mV	315 mV	330 mV	345 mV	360 mV
Вкл	600 Ом
	погрешность
Выкл	5 Ом
	погрешность
	50 0м
	погрешность
	600 0м
	погрешность

Примечание: В таблице значения исходных напряжений - произвольные.

Опыт 2. Определение стабильности выходного напряжения генератора при изменении частоты от минимальной до максимальной.

1. Схема включения как в опыте 1.

2. Переключатель выходного сопротивления установите в положении 600 Ом, а тумблер "внутренняя нагрузка 600 Ом" в положение «Вкл».

3. Установите на выходе генератора напряжение, которое было в предыдущем опыте. В приводимом примере было 225 mV.

4. Изменяя частоту от 20 Гц до 200000 Гц, с фиксированными значениями, указанными в таблице 2 заполняйте графы, указывая положение переключателя «Множитель» и положение переключателя «Частота (Гц)».

5. Установив нужное значение частоты, уточните напряжение встроенного в генератор вольтметра и, если необходимо, подкорректируйте его, так, чтобы оно соответствовало вашему заданию.

6. Измеряйте выходное напряжение ламповым милливольтметром ВЗ-38 и результаты заносите в таблицу.

7. Определите среднее значение выходного напряжения по формуле:

U_ср = (U₁ + ... + U_n) / n

где U₁, ..., U_n результаты измерений ламповым милливольтметром ВЗ-38, а n - количество измерений. Определите максимальную абсолютную погрешность:

U= U_max - U_min,

Определите относительную погрешность:

 = ( U / U_cp ) • 100%

Таблица 2.

Заданное значение частоты, Hz	Положение переключателя «Множитель»	«Частота (Гц)»	измеренное вольтметром, В
20
50
100
200
500
1000
2000
5000.
10000
20000
50000
100000
200000

Опыт 3. Измерение синусоидальных сигналов осциллографом.

рис. 6 Схема подключения осциллографа.

1. Подключите осциллограф к генератору согласно схеме на рис. 6. На генераторе должно быть установлено выходное сопротивление Rвых = 600 Ом, включена внутренняя нагрузка -600 Oм.

Проверьте правильность подключения проводов. При проверке проводов измерительного кабеля осциллографа ручка "вольт/делен" должна находится в положении IV. При касании "заземленного" провода на экране видна прямая линия, а при касании сигнального провода -гармонический сигнал сложной формы.

2. Порядок настройки осциллографа смотрите в разделе "Описание структурной схемы осциллографа и принцип работы". Диапазон время/дел надо выбрать так, чтобы на экране было видно 2-3 периода сигнала.

3. Установите на выходе генератора напряжение, которое было последним в первом опыте. В приводимом примере это - 285 мВ.

4. Установите на выходе генератора частоту, которая определяется по формуле:

f = 1000 • N + 50 • i + 1000 •n,

где N - номер группы, i - порядковый номер по списку, n - порядковый номер опыта. Так, например, студент из третьей группы с ,18 порядковым номером по списку должен установить в первом случае:

f = 1000 • 3 + 50 • 18 + 1000 = 4900 Гц.

5. Определите период сигнала Т. Сначала на осциллографе определите период в делениях, а потом в секундах или миллисекундах. Для определения периода картинку можно немного сдвигать вверх-вниз ручкой ↕ или вправо-влево ручкой ↔. Результаты занесите в таблицу 3.

6. Определите частоту сигнала. Рассчитайте частоту f= 1/T. Если Т в миллисекундах, получаем f в килогерцах. Определите ошибку f = f_ген - f_осц.

Заданная частота	Кол-во периодов на экране	Число делений в 1 периоде	Время деления (t1)	Период Т	Частота f
5000Гц	2	4	50мкс	200 мкс	5 кГц

7. Определить сначала размах сигнала в клетках. Рассчитайте амплитудное значение сигнала в клетках как половину размаха, а потом в вольтах или милливольтах U_m. Рассчитайте среднеквадратическое значение по формуле U = 0,707 Um. Определить абсолютную ошибку измерения:

U= U_ген – U_осц,

Размах сигнала	Усилитель Y Вольт/дел	Амплитудное напряжение um	Средне­квадратичное напряжние U	Ошибка измерения U
6	0,5	1.5 В	1,065В

2