22

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ И НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

Інститут інформатики та радіоелектроніки

М Е Т О Д И Ч Н І В К А З I В К И

До виконання лабораторної роботи

“ВИМІРЮВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ СИГНАЛІВ ЕЛЕКТРОННИМИ ВОЛЬТМЕТРАМИ”

для студентiв за професійними напрямками

0902 “Радіоєлектронні апарати”

0907 “Радіотехніка”,

0915 “Комп’ютерна інженерія”,

0924 “Телекомунікації”,

1601 “Захист інформації”

всіх форм навчання

2011

Методичнi вказiвки до виконання лабораторної роботи “Вимірювання енергетичних параметрів сигналів електронними вольтметрами” для студентiв за професійними напрямками 0902 “Радіоєлектронні апарати”, 0907 “Радіотехніка”, 0915 “Комп’ютерна інженерія”, 0924 “Телекомунікації”, 1601 “Захист інформації” всіх форм навчання /Укл. О.О. Петріщєв, Н.П. Салімонова. - Запорiжжя: ЗНТУ, 2011. - 22 с.

Укладачі: Петріщєв Олексій Олександровіч, к.т.н., доцент

Салімонова Наталія Петрівна, асистент

Рецензент: Гапоненко Микола Прокофьевич, к.т.н., доцент

Вiдповiдальний за випуск: Петріщєв О. О., к.т.н., доцент

Затверджено на засiданнi кафедри КТВР “10” XI . 2010 р. Протокол N 2

"Измерения энергетических параметров сигналов электронными вольтметрами"

Цель работы – познакомиться с разновидностями электронных вольтметров, изучить виды вольтметров переменного напряжения и научиться правильно измерять действующее напряжение сигналов различной частоты и формы.

1 Подготовка к работе

1.1 Пользуясь данными методическими указаниями (раздел 5) и рекомендованной литературой, следует:

– изучить параметры периодических электрических сигналов;

– познакомиться с номенклатурой вольтметров и сферами их применения;

– ответить на контрольные вопросы.

1.2 Подготовьте протокол, содержащий схемы соединений средств измерений и таблицы результатов измерений (табл.2.2, 2.3).

1.3 Для переменной составляющей импульсного сигнала, представленного в строке 3 табл.5.1, и значений его параметров, заданных таблицей вариантов (табл.2.1), вычислите:

– значения действующего напряжения U_д^~ переменной составляющей сигнала;

– значения параметров формы сигналов К_а^~, К_ф^~;

– теоретические значения дополнительной погрешности, обусловленной отличием формы измеряемого сигнала от формы градуировочного сигнала (выражения 5.8, 5.9).

Результаты вычислений внесите соответственно в столбцы 9, 10, 11 и 6 таблицы 2.3 протокола.

2 Порядок выполнения работы

2.1. Пользуясь техническими описаниями вольтметров, выпишите виды использованных в вольтметрах измерительных преобразователей (ИП) переменного напряжения в постоянное, диапазон рабочих частот и погрешности всех вольтметров (с учетом частоты входного сигнала, заданной таблицей вариантов) и внести их в столбцы 2, 3 и 4 табл.2.2 протокола.

Таблица 2.1 — Таблица вариантов

№ в-та	Значения параметров гармонических сигналов		Устанавливаемые значения параметров импульсных сигналов
	Частота f (МГц)	Напряжение UД (мВ)	Т (мкс)	D (мкс)	tи (τ) (мкс)	Um (B)
1	0.1 5.5	300.0	999	10	500 283	5.40 6.00
2	0.2 6.0	500.0	999	10	500 275	5.40 6.05
3	0.25 6.5	450.0	999	10	500 333	5.40 5.73
4	0.1 7.5	425.0	999	10	500 260	5.40 6.16
5	0.1 7.0	400.0	999	50	500 253	5.40 6.21
6	0.5 8.5	200.0	999	10	500 200	5.40 6.75

2.2. Включите электропитание средств измерений. Установите параметры сигналов генератора Г4–102 в соответствии с заданным вариантом, поддиапазоны измерений вольтметров – в соответствии со значением выходного напряжения генератора и подготовьте вольтметры к выполнению измерений (см. раздел "Подготовка к работе" их технических описаний).

2.3. Определите влияние частоты сигнала на показания ЭВ с различными видами измерительных преобразователей. Для этого, поочередно собирая схемы, представленные на рис. 2.1, выполните измерения действующего напряжения, воспроизводимого генератором на нагрузке, при двух значениях частоты сигналов. Результаты измерений внесите в протокол (столбец 5 табл.2.2), а конечное значение установленного поддиапазона – в столбец 6 табл.2.2.

1 – генератор Г4-102; 2 – кабель радиочастотный; 3 – нагрузка 50-тиомная проходная; 4 – вольтметр В3-57; 5 – вольтметр В3-38В;

6 – переход тройниковый; 7а – ВЧ - пробник вольтметра В7-26;

7б – вольтметр В7-26; 8 – нагрузка оконечная.

Рисунок 2.1 — Схемы соединений N 1

Таблица 2.2 — Результаты измерений действующего напряжения гармонических сигналов

Тип ЭВ	Вид ИП	Диапазон рабочих частот fмин – fмакс (МГц)	Погрешн. ЭВ γ(%)	Показания ЭВ (В)	Конечн. знач. поддиап. Uk(В)	Относит. погрешн. результ. измерен. δ (%)
1	2	3	4	5	6	7
В3-57
В3-38
В7-26

Исходя из погрешностей вольтметров на каждой частоте, приведенных в документации в приведенной форме, т.е. в виде

,

где ∆ – абсолютная погрешность вольтметра, U_к – конечное значение установленного поддиапазона, определите погрешности результатов измерений, выразив их в относительной форме по соотношению:

,

где ∆ – абсолютная погрешность, U_изм – результат измерений. Данные погрешности внесите в столбец 7 табл.2.2.

2.4 Установите параметры сигналов импульсного генератора Г5– в соответствии с заданным вариантом, а поддиапазоны измерений вольтметров – в соответствии со значениями напряжения, указанными в столбце 9 табл.2.3 протокола.

2.5 Определите влияние формы сигналов на показания вольтметров путем измерений вольтметрами неизменного действующего напряжения переменной составляющей сигналов при вариации параметров формы.

Для этого, поочередно собирая схемы, представленные на рис. 2.2, выполните измерения напряжения при двух комбинациях параметров сигналов генератора(t_и и U_m), при необходимости изменяя положение переключателя поддиапазонов вольтметров. Результаты измерений внесите в столбец 5 табл.2.3 протокола.

1а – генератор Г5-75; 1б – выносной блок генератора Г5-75; 2 – кабель радиочастотный; 3 – нагрузка проходная 50 Ом; 4- вольтметр В3-57; 5 – вольтметр В3-38В; 6 – переход тройниковый; 7а – ВЧ-пробник вольтметра В7-26; 7б – вольтметр В7-26, 8 – нагрузка оконечная.

Рисунок 2.2 – Схемы соединений N 2

Для каждого ЭВ определите экспериментальные дополнительные погрешности от формы сигнала по соотношению , где _ЭВ – показание ЭВ, а U_д^~ – действующее напряжение переменной составляющей входного сигнала ( в столбце 9 табл.2.3). Дополнительные погрешности внесите в столбец 7 табл.2.3.

Таблица 2.3 — Результаты измерений действующего напряжения импульсных сигналов

Тип ЭВ	Вид ИП	Конеч. знач. под-диапаз. Uk (В)	Осн. погр. ЭВ γосн (%)	Пока-зания ЭВ (В)	Доп. погрешн. от формы δдоп ф (%)		Общая погрешн. измере- ний δдоп ф+ δосн (%)	Производные параметры сигналов генератора
					теор.	эксп.		Uд~ (В)	Ка~	Кф~
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
В3-57
В3-38В
В7-26