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 = 2 В/дел, Кр =5 мкс/дел.
Um=Kотклh= 2 В/дел1дел =2 В 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 импульса lосц=
5 поділ, погрешность
калибратора
|
|
1 |
5 |
|||
Математическая модель процесса |
|||||
,
коэффициент нелинейности развертки
=
6 %
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 и Rист = 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 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 = 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 импульса ф, если время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения составит 35 нс, длительность фронта импульса на экране осциллографа ф о = 1мкс.
|
|
0,2 |
0,1 |
|||
Математическая модель процесса |
|||||
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 и Rист = 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 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 = 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 6 поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в канале Y имеет время задержки з = 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 импульса lосц= 6 поділ, погрешность калибратора , коэффициент нелинейности развертки = 8 %
|
|
||||||
|
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 осциллографа ф 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 |
|
|||||||||||
Вариант |
Задание №1 |
Задание №2 |
Задание №3 |
|||||||||
№ 13 |
Нарисовать структурную схему ЭО. а) Пояснить назначение канала Z и 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 и Rист =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 8 поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в канале Y имеет время задержки з = 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 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 = 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 0,4 мкс, коэффициент развертки 0,1 мкс, рабочая длина горизонтальной части экрана 6 поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в канале Y имеет время задержки з = 0,1 мкс
|
|
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 Y осциллографа, если время нарастания переходной характеристики должно быть не более 3,5·10-9 с. |
|
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 0,5 мкс, коэффициент развертки 0,1 мкс, рабочая длина горизонтальной части экрана 8 поділ. Определить положение импульса на экране, если линия задержки в канале Y имеет время задержки з = 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 Y и 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 = 50 мкс, 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 осциллографа ф 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 импульса ф = 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 луча Тпр= 17.5 мкс, длительность обратного хода луча Тобр = 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 импульса lосц= 5 поділ, погрешность калибратора , коэффициент нелинейности развертки = 4,5 %
|
|
|
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 луча Тпр = 8,5 мкс, длительность обратного хода луча Тобр = 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 импульса hсп не должна превышать 0,05 hи.
|
|
|
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 |
||||||
