1.6.2. Контрольные вопросы

1) Вывести уравнение равновесия одинарного моста.

2) По каким причинам ограничивается диапазон измеряемых мостом сопротивлений?

3) Когда и почему используется схема двух – и четырехпроводного подключения измеряемого сопротивления к мосту?

4) По каким причинам нельзя измерять малые сопротивления?

1.7. Лабораторная работа 4

ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

Цель работы: ознакомление с методами измерения напряжения, тока и сопротивления с помощью электронного осциллографа.

1.7.1 Основные теоретические положения

Электронные осциллографы используются в качестве приборов для визуального наблюдения и записи периодических электрических процессов.

Они широко применяются в электроизмерительной технике, так как позволяют вести наблюдения формы кривой исследуемого напряжения и тока. Осциллографом также можно производить прямые измерения напряжения и косвенные измерения тока по падению напряжения на резисторе с известным сопротивлением.

В современных осциллографах при измерении амплитуды сигнала и его временных параметров применяют метод непосредственного отсчета по шкале на экране прибора, который основан на использовании предварительно откалиброванного входного аттенюатора канала вертикального отклонения в вольтах на деление (В/дел.) и длительности развертки (время/дел.).

Значение измеряемой амплитуды определяется по формуле:

, (1.29)

где m_v – коэффициент отклонения луча по вертикали, В/дел.;

n_y – отклонение луча по вертикали, дел.;

k_y – коэффициент деления напряжения делителем канала вертикального отклонения (k_y = 1, k_y = 10).

Значение измеряемого временного интервала вычисляется по формуле:

, (1.30)

где m_t – коэффициент развертки, время/дел.;

n_x – отклонение луча по горизонтали, дел.;

M_p – множитель развертки (M_p = 0,2, M_p = 1).

Измеряемое переменное напряжение подается на вход канала Y, генератор развертки обычно отключают. Электронный луч на экране прочерчивает вертикальную прямую линию, длина которой при синусоидальном и симметричном напряжении переменного тока будет пропорциональна удвоенной амплитуде измеряемого переменного напряжения:

. (1.31)

Значение коэффициентов m_v, k_y определяют по положению соответствующих переключателей на передней панели осциллографа. Для оценки формы исследуемого напряжения включают генератор развертки.

1.7.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации электронного осциллографа и подготовить его к работе.

2) Собрать электрическую цепь по схеме, представленной на рис. 1.14. В качестве нагрузки включен измерительный трансформатор тока (ИТТ) на холостом ходу. Входное напряжение установить не более 15 В, в этом случае сопротивление R₀ составляет 100 Ом.

Рис. 1.14. Схема для измерений осциллографом

3) Амперметром и вольтметром измерить действующие значения тока и напряжения при различных значениях коэффициента трансформации ИТТ. При этих же значениях измерить амплитудные значения тока и напряжения осциллографом. Для этого канал Y осциллографа последовательно подключить к клеммам вольтметра и резистора R₀. Убедиться в том, что ток имеет несинусоидальную форму, а напряжение осталось синусоидальным. При измерениях воспользоваться соотношениями для амплитудных значений:

; (1.32)

. (1.33)

Рассчитать коэффициенты амплитуды сигналов по формулам:

; (1.34)

, (1.35)

где I, U – действующие значения измеренных величин.

Результаты для двух измерений и расчетов свести в табл. 1.9. Сделать вывод относительно коэффициента амплитуды для синусоидального и несинусоидального сигналов.

Таблица 1.9

Измерения осциллографом

Измеряемая величина	Действующее значение В, А	R0, Ом	Кт.т	Амплитудное значение В, А	Коэффициент амплитуды ka

K_т.т– коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока.

4) Зарисовать осциллограммы напряжений и тока на графиках, указав масштабы по времени и измеряемой величине.

5) Измерить по несколько значений активного r_x и комплексного z сопротивления. Измерения и расчет составляющих комплексного сопротивления выполнить по методике, изложенной в пункте “Основные теоретические положения”. Все результаты измерений и расчетов свести в табл. 1.10.

Таблица 1.10

Измерение сопротивлений осциллографом

Действующее значение U, В	Амплитудное значение Um0, В	Добавочное сопротивление Rд, Ом	Измеряемое сопротивление Rx, Ом	Примечания

1.7.3. Контрольные вопросы

1) Пояснить назначение электронно-лучевых осциллографов, назвать их разновидности.

2) Начертить упрощенную блок-схему электронно-лучевого осциллографа.

3) Описать принцип измерения тока, комплексного сопротивления и частоты с помощью электронно-лучевого осциллографа.

4) Указать характер изменения коэффициента амплитуды в зависимости от формы измеряемого переменного напряжения.