Конспект по дисциплине метрология БГУИР. Метрология и измерения Содержание

• Название: Метрология и измерения Содержание
• Анкор: Конспект по дисциплине метрология БГУИР
• Дата: 02.01.2020
• Размер: 5.83 Mb.
• Имя файла: konspekt_po_metrologii.doc
• Тип: Конспект; #102638
• страница: 91 из 110

Виды разверток

Для развертки (перемещения) луча используется линейно изменяющийся сигнал генератора – линейная развертка.

Могут использоваться другие сигналы, поступающие на вход Х осциллографа.

Линейная развертка может быть использована в нескольких вариантах, в зависимости от режима работы генератора.

Виды линейной развертки

Автоколебательная, при которой генератор работает в автоколебательном режиме, а его синхронизация осуществляется через схему синхронизации и запуска развертки.

Ждущая развёртка, при которой генератор запускается только после поступления сигнала запуска и вырабатывает пилообразный импульс.

Задержанная развертка, при которой генератор запускается с некоторой задержкой по отношению к синхронизирующему сигналу.

Задерживающая развертка служит для создания регулируемой задержки запуска генератора.



Во время обратного хода луч гасится схемой управления лучом.

Автоколебательная развертка

Первый импульс для N=1, второй – для N=2. Условие синхронизации T=N*Tc

Для синхронизации генератора развертки может использоваться как внешний сигнал, так и сам исследуемый. Для этого часть исследуемого сигнала с предварительного усилителя поступает на генератор развертки и его синхронизирует.

Внешняя синхронизация используется в редких случаях, когда напряжение либо форма сигнала недостаточны для синхронизации самим сигналом. В таком случае в качестве внешнего синхросигнала используется какой-либо сигнал, некоторым образом связанный с исследуемым сигналом. Автоколебательная развертка неприменима для исследования одиночных и непериодических сигналов и в этом случае используется ждущая развертка.


Из-за того, что для запуска ГР требуется определенный уровень сигнала и начальный участок сигнала нелинеен, необходимо задержать подачу сигнала пластины Y на определенное время.

Для детального исследования сигнала на определённом интервале используется задержанная развертка. Сигнал основного генератора А, поступает на схему сравнения. Сигнал равенства Uг U_пост. используется для запуска генератора задержанной развертки.


Для визуального контроля интервала, который в режиме развертки будет детально рассматриваться, предусмотрена дополнительная подсветка даже в режиме работы генератора А в интервале от t1 до t2. Для калибровки осциллографа по каналу X и по каналу Y используются соответствующие калибраторы. Для повышения информативности изображения зависимости на экране может использоваться канал Z.

Основные параметры ЭО

Канал У

Кв – коэффициент вертикального отклонения [дел/В]; [мм/В]. Указывает, на сколько отклоняется луч в зависимости от поданного напряжения.

Kв= 1,2,5*10^(.)

Погрешность канала У определяется

,

где Δкв – погрешность, обусловленная неточностью воспроизведения коэффициента.

Δво – диаметр пятна.

Δнпх – нелинейность переходной характеристики.

Канал Х

Kр – коэффициент развертки [дел/с][мм/с].

Kр=1,2,5*10 ^(.)

Погрешность канала Х

,

где Δкr – нелинейность коэффициента развертки

Δур – погрешность, обусловленная неточностью определения уровня на котором отсчитывается начало и окончание суммарного интервала времени.

Для полной характеристики технических и метрологических возможностей осциллографа устанавливаются определённые значения его основных параметров для каждого из 4-х основных классов точности. Осциллограф 4-го класса имеет погрешность 10 %.

Измерения с помощью ЭО

При измерении частоты ЭО может быть использован в нескольких вариантах.

1 Собственно как измеритель интервала времени путем оценки длительности одного или нескольких периодов этого сигнала.

2 Источники погрешности в этом случае: погрешность обусловлена метрологическими характеристиками осциллографа.

3 Использование осциллографа, как устройства отображения информации: подав на канал У исследуемый сигнал, а на канал Х сигнал, частота которого известна и может быть изменена в (режиме внешней развертки). Для определения отношения частот через фигуру Лессажу проводят горизонтальные линии.



ny=φ; xn_x=2; n_x * f_x=n_y*f_y
Чем больше число пересечений, тем меньше частота.

Погрешность измерения обусловлена погрешностью установления частот генератора.


Для оценки параметров импульса используются следующие уровни 0,1; 0,5; 0,9

Время нарастания сигнала от уровня 0,1 до уровня 0,9 – время нарастания фронта.

Для уменьшения погрешности, обусловленной неточностью визуального отсчета, в 0-х используют цифровой отсчет значений параметров. (Дополнив осциллограф компараторами, счетчиками импульсов).
Анализаторы спектра

Любой сигнал может быть представлен суммой сигналов различных частот с различными сигналами. Различают два метода исследования сигналов в спектральной области.

1 Параллельный анализ

2 Последовательный анализ

Эти методы могут быть реализованы в нескольких вариантах. Различают анализаторы:

– фильтровые

– дисперсионные анализаторы

– рециркуляционные анализаторы
Фильтровые анализаторы. В них используется фильтрация составляющих сигналов с помощью узкополосных фильтров.

Основой дисперсионного анализатора является дисперсионная линия задержки (линия задержки, в которой сигналы различной частоты задерживаются на различное время).

Анализаторы спектра последовательного действия.



В РАС используют многократное накопление сигнала.
Измерение нелинейных искажений
Уровень нелинейных искажений можно оценить коэффициентом гармоник.

Kг=U_{добавок}/U_c

Kг^’=U_{добавок}/U_c+U_{добавок}
Структурная схема измерителя


Измерение параметров двухполюсников

Приборы делятся на следующие группы:

1) электромеханические измерители;

2) мостовые измерители (на базе мостовых цепей)

3) резонансные измерители

4) цифровые измерители

Мостовые измерители



Схема измерительного моста
Z1*Z4=Z2*Z3 – обобщенное условие равновесия моста.
Мосты постоянного тока – мосты, у которых все сопротивления активные.



Мосты бывают уравновешенные и неуравновешенные.
Основные характеристики моста постоянного тока

Чувствительность S=S_мц*S_ои

По мере приближения к балансу моста увеличивается питающее напряжение при увеличении чувствительности.

Основными источниками погрешности являются:

– погрешность за счет неточности индикатора

– погрешность за счет несбалансированности

– сопротивление проводов, клемм и т.д. Для уменьшения влияния сопротивления проводов применяется четырехзажимная схема включения, либо применяются многоплечие мосты.