Лаб 3.00 (2). Отчет по лабораторной работе 3. 00 Изучение электрических сигналов с помощью лабораторного

Название	Отчет по лабораторной работе 3. 00 Изучение электрических сигналов с помощью лабораторного
Дата	11.03.2023
Размер	381.28 Kb.
Формат файла
Имя файла	Лаб 3.00 (2).pdf
Тип	Отчет #981124

Санкт-Петербургский национальный
исследовательский университет
информационных технологий,
механики и оптики
УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ФТФ
Группа
Р32201
К работе допущен
28.09.2022
Студент
Наранбаатар Бат-Амгалан
Работа выполнена
Преподаватель Боярский.К.К
Отчет принят:
Рабочий протокол и отчет по
лабораторной работе №3.00
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ЛАБОРАТОРНОГО
ОСЦИЛЛОГРАФА

1.
Цель работы: Ознакомление с устройством осциллографа, изучение с его помощью процессов в электрических цепях.
2.
Задачи, решаемые при выполнении работы.
a. Изучения синусоидальных сигналов. Изучение векторного сложения синусоидальных колебаний b. Изучение импульсного сигнала
Тележка на направляющем рельсе
3.
Метод экспериментального исследования.
Лабораторный метод исследования
4.
Рабочие формули и исходные данные.
U
Y1
= U
0
co s(ωt)
U
Y2
= U
0
cos[(ω + ∆ω)t]
U
Y
= U
Y1
+ U
Y2
= 2U
0
cos [
∆ω
2
t] cos(ωt)
A = |2U
0
cos [
∆ω
2
t]|
T
′
=
1
v′
=
1
v
1
+v
2
U
x
= U
1
cos(ωt)
U
Y
= U
2
cos(ωt + ∞) cos(ωt) =
U
x
U
1
sin(ωt) = ±√1 −
U
x
2
U
1 2
U
Y
U
2
=
U
x
U
1
cos∞ ± sin∞√1 −
U
x
2
U
1 2
U
x
2
U
1 2
+
U
Y
2
U
2 2
−
2U
x
U
Y
U
1
U
1
cos∞ = sin
2
∞
(
U
x
U
1
−
U
Y
U
2
)
2
= 0
U
Y
=
U
2
U
1
U
x

5.
Измерительные приборы.
№
Наименование
Тип прибора диапазон
Погрешность прибора
1
ОЦЛ2
Цифровой
25*10 -3 до 80 В Половина наименьшего дел
2
ЗГ1
Электронный 20Гц ÷ 30кГц
1гц
3
ГН1
Электронный 1200 ± 100Гц
1гц
6.
Схема установки (перечень схем, которые составляют Приложение 1).
Рисунок 1. Схема для изучения синусоидальных сигналов
Рисунок 2. Схема для изучения векторного сложения синусоидальных колебаний

7.
Результаты прямых измерений и их обработки
Таблица-2:
Канал I
ЗГ-I
Цена делений X - шкалы осциллографа, mc/дел
0.5
T cигнала, mc
0.9 delta T cигнала, mc
0.25 f сигнала, Гц (вычисленная)
1250 delta f сигнала, Гц
0.39 f0 сигнала, Гц (измеренная по индикатору
ЗГ1)
1218 delta f0 сигнала, Гц
0.5
Таблица-3:
Канал I
ЗГ-I
Цена делений X - шкалы осциллографа, mc/дел
0.05
T cигнала, mc
0.85 delta T cигнала, mc
0.25 f сигнала, Гц (вычисленная)
1250 delta f сигнала, Гц
0.4
Канал I
ЗГ-I
Цена деления Y - шкалы осциллографа,
В/дел
2
Амплитуда сигнала измеренная с помощью осциллографа, дел
3
Амплитуда сиганала, измеренная с помощью осциллографа, U, В
4
Погрешность измерения амплитуды с помощью вольтметра, delta U, B
0.5
Амплитуда сиганала, измеренная с помощью вольтметра U,B
2.9
Погрешность измерения амплитуды с помощью вольтметра delta U, B
0.05
Относительное отклонение показаний осциллографа от показаний вольтметра, %

Таблица-4:
Задание
Измеряемые величины
Вычислить
Диапазон
ЗГ1
Частота
ЗГ1 грубо
Частота точно по показаниям индикатора
(2) ЗГ1
Картина фигуры
Лиссажу (рис. По фото)
Частота ГН1 и её погрешность f±delta(f), Гц
350/900Гц
600 624.7 312.3±0.5 350/900Гц
800 806.2 604.65±0.75 900/2000Гц
1200 1217 4868±4 2000/5000Гц 2400 2422 1211.5±0.5

Таблица-5:
№ опыта
Цена деления шкалы осц. mc/дел
T
±𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎(𝑇)
дел r
±𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎(𝑟) дел r
±𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎(𝑟) mc
S
±𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎(𝑆)
1 0.5 4.8±0.5 2.40±0.5 1.20±0.25 2.00±0.35 2
0.2 4.0±0.5 2.0±0.5 0.4±0.1 2.00±0.35 3
0.1 3.8±0.5 1.9±0.5 0.95±0.05 2.00±0.35 8.
Расчет результатов косвенных измерений
Задание 1
Рассчитаем частоту f ГН-1 при частоте ЗГ-1 806.2 Гц. Из рисунка видно, что она имеет восемь точек касания линиям параллельным оси OX, nx =8, аналогично ny=6. f=806.2*(3/4) =
604.65
Гц аналогично для остальных частот вычислим: f1=1217*4=
4868 Гц f2=2422*0.5=1211Гц
Задание 2
Вычислим скважность сигнала для первого опыта
S=4.8/1.2=2
Аналогично для остальных опытов
9.
Расчет погрешностей косвенных измерений
Определим погрешность f – частоты для таблицы 3 и 4.
Для f: 𝛥𝑓 = √(
𝜕𝑓
𝜕𝑇
𝛥
𝑇
)
2
=
𝛥
𝑇
𝑇
2
Для таблица 3:
𝛥
𝑓
=
𝛥
𝑇
𝑇
2
=
0,25 0.90 2
= 0.31
Для таблица 4:
𝛥
𝑓
=
𝛥
𝑇
𝑇
2
=
0,25 0.85 2
= 0.35
Вычислим погрешность скважности сигнала
Для трех опытов: 𝛥
𝑠
1
= 0.25√2 = 0.35
Определим погрешность f -частоты для фигур лиссажу

𝑓 = 𝑐𝑓
3𝛤−1
где с отношение
𝑛
𝑦
к 𝑛
𝑘
𝛥
𝑓
= √(
𝜕𝑓
∆
𝑓зг−1
∆
𝑓зг−1
)
2
= 𝐶𝛥
𝑓зг−1 10.
Окончательные результаты
I. f = (1218±31*10
-2) ГЦ ε = 0.025%
II. f = (1250±35*10
-2
) ГЦ ε = 0.028%
III.
𝑆 = 2.0 ± 0.35 ε = 17.5 %
IV.
Частоты ГН-1: f1=(
312.3
±0.5) Гц ε = 0.16% f2=(
604.65
±0.75)Гц ε = 0.12% f3=(
4868
±4)Гц ε = 0.08% f4=(
1211.5
±0.5) Гц ε = 0.04%
11.
Вывод:
В процессе выполнения лабораторной работы были получены значения амплитуды сигналов, периоды и частоты сигналов при использовании каналов I и II, был исследован импульсный сигнал при различных частотах.
Сравнение результатов вычислений из п.9 и п.13 методических указаний показало, что полученные значения частоты ГН1 могут считаться близкими с учетом погрешностей. Это доказывает корректность проведенных измерений и вычислений.