УЧ-Метод пособие ЭЛ ИЗМЕРЕНИЯ. Учебнометодическое пособие по учебной дисциплине электрические измерения
 Скачать 6.36 Mb.
|
|
Раздел 4 Автоматизация измерений Общие сведения. Классификация средств измерений по уровню автоматизации Классификация средств измерений по уровню автоматизации 1 Неавтоматические 2 Автоматизированные 3 Автоматические Неавтоматические средства измерения Позволяющие оператору выполнять все операции, связанные с измерением, обработкой результатов и выработкой управляющих сигналов. Автоматизированные Способные провести в автоматическом режиме одну или часть измерительной операции. Автоматические Проводящие в автоматическом режиме измерения все операции, связанные с обработкой результатов, регистрацией, передачей, хранением данных и выработкой управляющих сигналов Основные направления и принципы автоматизации электрорадиоизмерений Возрастание количества измерений, нарастание сложности аппаратуры, повышение требований к точности, расширение использования математических методов обработки результатов измерений и обнаружения ошибок приводит к значительному росту трудоемкости и стоимости измерений и требует создание специализированных автоматизированных средств измерений. Основные направления автоматизации измерений: 1) разработка средств измерений, в которых все необходимые регулировки выполняются автоматически, либо вообще не требуются; 2) замена косвенных измерений прямыми, и создание многофункциональных комбинированных приборов; 3) разработка панорамных измерительных приборов; 4) применение микропроцессоров (МП) и разработка на их основе приборов со встроенным интеллектом; 5) разработка измерительно-вычислительных комплексов (ИВК), имеющих в своем составе процессоры с необходимым периферийным оборудованием и программным обеспечением; 6) создание на базе ИВК универсального ядра информационных измерительных систем (ИИС). Применение микропроцессоров в измерительных приборах В измерительных приборах МП выполняет следующие функции: 1) управление процессом измерений, отдельными узлами и прибором в целом; 2) обработка измерительной информации, преобразование результатов измерений и представление их на экране дисплея в различных форматах; 3) расширяет функциональные возможности прибора (например современные цифровые осциллографы помимо временных и амплитудных измерений позволяют измерять частотные параметры, проводить анализ спектров сигналов, статических характеристик и так далее); 4) диагностика неисправностей и самоколибровка. Примеры использования МП в измерительных приборах показаны на рисунках 1 и 2. Интерфейс,2-х (4-х) канальный АЦП, МПС, Пульт управления, Дисплей, Вх.1,Вх.2, Вх.3,Вх.4 На рисунке 1 приведена обобщенная структурная схема цифрового осциллографа. 5) автоматическая коррекция систематических погрешностей с использованием математических моделей; Рисунок 4.1 - Обобщенная структурная схема цифрового осциллографа МПС – микропроцессорная схема. Обобщенная структурная схема скалярного анализатора с МП приведена на рисунке 4.2. Рисунок 4.2 - Скалярный анализатор с МП гдеГКЧ генератор качающейся частоты; КОП – канал общего пользования. Измерительно - вычислительные комплексы Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) – автоматизированное средство измерений, имеющее в своем составе микропроцессоры (МП) с необходимым периферийным оборудованием, измерительные и вспомогательные устройства, управляемые от МП, и программное обеспечение комплекса. Номенклатура входящих в ИВК компонентов и определяет конкретную область его применения. Но независимо от области применения ИВК должны выполнять следующие функции: измерение электрических величин; управление процессом измерений; управление воздействиями на объект измерения; представление оператору результатов измерения в заданной форме. Для выполнения этих функций ИВК должен обеспечивать восприятие, преобразование и обработку сигналов от первичных измерительных преобразователей (датчиков или приборов), управление ими и другими компонентами, входящими в состав ИВК, а также выработку нормализованных сигналов воздействия на объект измерения, оценку точности измерений и представление результатов измерений в стандартной форме. ИВК по назначению классифицируются на: 1) типовые – для решения широкого круга типовых задач автоматизации измерений, испытаний и так далее; 2) специализированные – для решения уникальных задач автоматизации измерений; 3) проблемные – для решения широко распространенной, но специфической задачи автоматизации измерений. В состав ИВК входят технические и программные компоненты. Программные компоненты включают в себя системное и общее прикладное программное обеспечение. В зависимости от конкретных требований проектируются одноуровневые и многоуровневые ИВК. В одноуровневых ИВК вся измерительная периферия соединена непосредственно с интерфейсом центрального процессора. В многоуровневых ИВК вычислительная мощность распределена между различными уровнями. Обобщенная структурная схема одноуровневого ИВК представлена на рисунке 4.3. Рисунок 4.3 - Обобщенная структурная схема одноуровневого ИВК Информационно- измерительная система Информационно-измерительная система (ИИС) – совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других технических средств, предназначенная для получения измерительной информации, ее преобразования и обработки с целью представления в удобном потребителю виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики и идентификации. В зависимости от назначения и выполняемых функций ИИС делятся: 1) измерительные системы; 2) системы автоматического контроля; 3) технической диагностики. 4) распознавание образцов (идентификации). Для ИИС характерна не только автоматизация таких процедур как регистрация, сбор и передача результатов измерений, но и проведение измерительного эксперимента при активном воздействии на объект исследования в соответствии с принятым планом. Оператор имеет возможность вмешиваться в ход эксперимента и корректировать его в режиме диалога. Обобщенная структурная схема ИИС приведена на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 - Обобщенная структурная схема ИИС Типовые устройства ИИС определяются структурой используемого ИВК. Дополнительными являются следующие устройства: - датчики, непосредственно воспринимающие от объекта исследования измеряемые величины и преобразующие их в изменение какого-либо параметра электрического сигнала или цепи; - нормализующие преобразователи, необходимые для преобразования неунифицированных сигналов датчиков в унифицированные аналоговые или цифровые сигналы; - АЦП; - коммутаторы, осуществляющие поочередное подключение входных сигналов на общий выход. Агрегатирование средств измерения Агрегатирование это метод стандартизации, который позволяет создавать новые изделия путем компоновки их из ограниченного числа унифицированных функциональных частей (деталей, блоков, узлов или приборов). Важное значение для внедрения агрегатирования имеет совместимость, которая подразделяется на информационную, энергетическую, конструктивную, метрологическую, эксплуатационную, надежностную. Общие сведения об интерфейсах агрегатных комплексов средств измерений Интерфейс регламентирует правила обмена всеми видами информации между устройством, образующие какую-либо систему. Он включает в себя аппаратные средства и протокол. Протокол – совокупность правил, устанавливающих единые принципы взаимодействия подсистем. Основные классификационные признаки интерфейсов: – способ соединения средств измерений и автоматизации (СИА); – способ передачи информации; – принцип обмена информации; режим передачи информации. По способу соединения СИА интерфейсы подразделяются на: магистральные, радиальные, цепочечные, смешанные. Схема интерфейса с магистральной структурой изображена на рисунке 5 Рисунок 4.5 - Схема интерфейса с магистральной структурой Для этой структуры характерно то, что сигналы, возникающие во всех шинах интерфейса, доступны сразу всем СИА, но в каждый момент времени только один абонент (СИА) может обмениваться информацией по интерфейсу. На рисунке 4.6, а изображена схема интерфейса с радиальной структурой; на рисунке 4.6, б – с цепочной, а на рисунке 4.6, в – со смешанной. По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на: параллельные, последовательные, параллельно-последовательные. В ИИС и ИВК используются параллельно-последовательные интерфейсы, в которых сочетается быстродействие параллельных и меньшая аппаратная сложность последовательных. По принципу обмена информацией интерфейсы подразделяются на: синхронные и асинхронные. Наиболее часто используются асинхронные интерфейсы, которые позволяют сопрягать устройства с различным быстродействием. В зависимости от режима обмена информацией различают интерфейсы: а) с двусторонней одновременной передачей, б) с двусторонней поочередной передачей, в) с односторонней передачей. Рисунок 4.6 - Интерфейсы Министерство образования Республики Беларусь Филиал БНТУ «Минский государственный политехнический колледж» ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ Методические указания для проведения лабораторных работ для специальностей 2-36 01 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования» ( производственная деятельность) 2-37 01 05 «Городской электрический транспорт» 2-53 01 05 «Автоматизированные электроприводы» 2-36 04 32 «Электроника механических транспортных средств» Разработчик В.И. Боровская 2020 Содержание Наименование лабораторной работы Электрические измерения 2-36 03 31; 2-37 01 05; 2-53 01 05; 2-36 04 32 Номер страницы Изучение устройства измерительных механизмов различных систем 2 Изучение техники измерения силы тока различными приборами 2 Изучение техники измерения напряжения различными приборами 2 Изучение органов управления универсального осциллографа и подготовка его к 2 Изучение техники измерения параметров непрерывных сигналов с помощью осциллографу 2 Изучение техники измерения импульсных сигналов с помощью осциллографа 2 Измерение частоты сигнала 2 частотомером Измерение фазового сдвига электронным осциллографом 2 Изучение техники измерения мощности ваттметром 2 Измерение сопротивления изоляции проводов, кабелей и электрических машин 2 Измерение сопротивления различными приборами 2 Измерение параметров катушки индуктивности 2 Измерение параметров полупроводниковых приборов 2 Всего 26 Лабораторная работа Изучение устройства измерительных механизмов различных систем 1 Цель работы: изучить конструкцию электромеханических приборов и приобрести навыки по расшифровке условных обозначений, наносимых на шкалы приборов. 2 Оснащение работы: - электроизмерительные приборы различных систем. 3 Порядок выполнения работы 3.1В соответствии с таблицей 1 и вариантом, указанным преподавателем, выполнить расшифровку условных обозначений, наносимых на шкалы приборов. 3.2 В соответствии с таблицей 2 я вариантом, указанным преподавателем, определить характеристики электрических приборов. Таблица 2 3.3 Получить у преподавателя электромеханический измерительный прибор. 3.4 Зарисовать лицевую панель и схему измерительного механизма электромеханического прибора. 3.5 Расшифровать условные обозначения, нанесѐнные на лицевую панель прибора . Данные занести в таблицу 3. Таблица 3 Условное обозначение Расшифровка 3.6 Определить характеристики электромеханического прибора. Данные занести в таблицу 4. Таблица 4 Шкала прибора Диапазон измерений Предел измерений Количество делений шкалы Цена делений шкалы Диапазон показаний 3.7 Оформить отчѐт. 3.8 Сделать выводы по работе. 3.9 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчѐта 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Таблица 2. 4.4 Рисунок 1 - Лицевая панель и схема измерительного механизма. 4.5 Таблица 3. 4.6 Таблица 4. 4.7 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите элементы которые содержат электромеханические измерительные приборы. 5.2 Поясните, почему приборы магнитоэлектрической системы обладают высокой чувствительностью и точностью. 5.3 Назовите свойства прибора электродинамической системы. 5.4 Расскажите принцип действия приборов электромагнитной измерительной системы и область применения этих приборов. 5.5 Назовите свойства и область применения электростатических приборов. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С. Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРАМ, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.:Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Изучение техники измерения силы тока различными приборами 1 Цель работы: приобрести навыки работы с измерительными приборами для измерения токов; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - источник питания; - электромеханический измерительный прибор; - комбинированный прибор; - цифровой прибор. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучить условные обозначения, нанесенные на лицевой панели приборов и заполнить таблицу 1 Таблица 1 Наименование и тип прибора Диапазон измерения тока Погрешность измерения тока 3.2 Рассчитать действительное значение тока I» в исследуемой цепи, считая что Е=15В-R„ - сопротивление резистора. ' 3.3 В соответствии с рисунком 2, собрать схему для измерения постоянного тока. 3.4 Установить ручки «ГРУБО» и «ТОЧНО» источника питания в крайнее левое положение. 3.5 Подключить источник питания к сети. 3.6 Установить на измерительном приборе максимальный предел измерения по току. 3.7 Ручками «ГРУБО» и «ТОЧНО» источника питания установить U=15B. 3.8 Переключить предел измерения на измерительном приборе удобный для определения значения тока. 3.9 Определить цену деления шкалы (только у электромеханического и комбинированного прибора). 3.10 Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерения. 3.11 Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2. Таблица 2 Наименование и тип прибора Ожидаемое значение тока Предел измерения Цена деления шкалы Результат измерения Погрешность абсолютная относительная 3.12 Повторить п.3.4 - 3.11 для всех приборов. 3.13 Оформить отчет. 3.14 Сделать выводы по работе. 3.15 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Рисунки 1 и 2. 4.4 Таблица 2. 4.5 Примеры расчетов. 4.6 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Перечислите методы измерения постоянного тока (малых, средних и больших) значений. 5.2 Назовите, приборами каких систем можно измерить постоянный ток. 5.3 Зарисуйте и обоснуйте схему включения амперметра. 5.4 Объясните, от чего зависит методическая погрешность измерений. 5.5 Назовите способ измерения инструментальной погрешности. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. —M.I Высшая школа, 2001. Класссн К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Изучение техники измерения напряжения различными приборами 1 Цель работы: приобрести навыки техники измерения напряжения различными приборами; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места - источник питания; - электромеханический измерительный прибор; -комбинированный прибор; -цифровой прибор. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Пользуясь инструкцией по эксплуатации измерительных приборов заполнить таблицу 1 Таблица 1 Наименование и тип прибора Техническая характеристика прибора Измерительный прибор Диапазон измерения напряжения постоянного тока. Погрешность измерения напряжений. Источник питания Диапазон измерения напряжений. Погрешность установки напряжений. 3.2 Ручки "ГРУБО" и "ТОЧНО" источника питания установить в крайнее левое положение. 3.3 Поочерѐдно устанавливать на источнике питания значения напряжений в соответствии с таблицей 2. 3.4 Поочерѐдно подготовить измерительные приборы и выполнить измерения значений напряжений постоянного тока. 3.5 Результаты измерений занести в таблицу 2. 3.6 Определить абсолютную погрешность измерения. 3.7 Результаты расчетов занести в таблицу 2 Таблица 2 Тип прибора Значение напряжения 2,0 3,0 4,5 6,0 7,5 8,0 10,0 11,5 12,0 15,0 Результат измерения Абсолютная погрешность 3.8 Оформить отчѐт. 3.9 Сделать выводы по работе. 3.10 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчѐта 4.1 Название в цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Таблица 2. 4.4 Примеры расчѐтов. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите требования предъявляемые к входному сопротивлению вольтметра. 5.2 Назовите основные типы цифровых вольтметров . 5.3 Расскажите принцип действия компенсационного вольтметра постоянного тока. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.Э. Сигова. - М: ФОРУМ: ИНСРА -М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова.- М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нифедова.- М.: Высшая школа, 2001. К.Б. Классен. Основы измерения. Электронные приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер -М, 2000. Лабораторная работа Изучение органов управления универсального осциллографа и подготовка его к работе. 1 Цель работы: изучить назначение органов управления осциллографа универсального; приобрести умение подготовки его к работе; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - осциллограф универсальный. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Пользуясь инструкцией по эксплуатации осциллографа заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Техническая характеристика прибора Полоса пропускания тракта горизонтального отклонения. Значения коэффициентов отклонения тракта вертикального отклонения. Погрешность коэффициентов отклонения в рабочем диапазоне. Максимальный размах напряжения исследуемого сигнала. 3.2 Зарисовать структурную схему осциллографа. 3.3 Пользуясь инструкцией по эксплуатации изучить назначение органов управления генератора низкочастотных сигналов и заполнить таблицу 2. Таблица 2 Обозначение органа управления Назначение 3.4 Пользуясь инструкцией по эксплуатации подготовить универсальный осциллограф к проведению измерений. 3.5 Подозвать преподавателя и продемонстрировать знание органов управления осциллографа и порядок подготовки его к измерениям. 3.6 Оформить отчет. 3.7 Сделать выводы по работе. 3.8 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Рисунок 1 - Структурная схема универсального осциллографа 4.4 Таблица 2. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Укажите назначение универсального осциллографа. 5.2 Назовите типы осциллографов. 5.3 Назовите виды разверток осциллографа. 5.4 Объясните принцип действия стробоскопического осциллографа, Можно ли с помощью стробоскопического осциллографа исследовать однократные процессы. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С. Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРАМ 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.:Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Изучение техники измерения параметров непрерывных сигналов с помощью осциллографа 1 Цель работы: приобрести умения измерять параметры непрерывных сигналов с помощью осциллографа; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оборудование: - универсальный осциллограф; - генератор низкочастотных сигналов; 3 Порядок выполнения работы 3.1 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации изучить принцип действия и основные технические характеристики используемого оборудования. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование прибора Тип прибора Основная техническая характеристика 3.3 Подготовить осциллограф к работе в режиме непрерывной развѐртки. ПРИБОР ПОДГОТОВИТЬ К РАБОТЕ В СООТВЕТСТВИИ С ПУНКТОМ «ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ» ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. 3.4 Подготовить генератор к работе. 3.5 Собрать схему в соответствии с рисунком 1. Рисунок 1 3.6 Включить генератор и установить его выходное напряжение и частоту в соответствии с таблицей 2. 3.7 Рассчитать амплитудное значение напряжения Ua по формуле ( так как шкала вольтметра, встроенного в генератор, проградуирована в среднеквадратичных значениях). Амплитудное значение Ua определяют по формуле Ua=l,41*Ucp. кв., где Uср.кв. - значение напряжения, установленное на генераторе. Таблица 2 Значения, установленные на генераторе Значения, измеренные осциллографом Рассчитанное значение f,Гц U cp.кв ., В Ua,B Ua,B Т, мс f,Гц ∆ U, В δU, % ∆f,Гц δf, % 1000 2 380 15 850 5 3.8 Результаты расчѐта занести в таблицу 2. 3.9 Получить на экране неподвижную осциллограмму, содержащую несколько периодов исследуемого синусоидального сигнала. 3.10 Измерить амплитуду и период исследуемого синусоидального сигнала. 3.11 Результаты измерений занести в таблицу 2. 3.12 Рассчитать частоту синусоидального сигнала. 3.13 Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерений (действительным значением считать значение, устанавливаемое на генераторе). 3.14 Результаты расчѐтов занести в таблицу 2. 3.15 Оформить отчѐт. 3.16 Сделать выводы по работе. 3.17 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчѐта 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1 4.3 Схема лабораторной установки, рисунок 1. 4.4 Таблица 2 с результатами измерений и расчѐтов. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите назначение осциллографа. 5.2 Назовите методику измерения амплитуды синусоидальных напряжений осциллографом. 5.3 Назовите методику измерения периода синусоидального сигнала осциллогрофом. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С. Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРАМ 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.:Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Изучение техники измерения импульсных сигналов с помощью осциллографа 1 Цель работы: приобрести навыки измерения параметров импульсных сигналов с помощью осциллографа; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - генератор импульсов; - осциллограф. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Ознакомиться с используемыми измерительными приборами. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Основная техническая характеристика 3.3 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации генератора импульсов, подготовить его к работе. 3.4 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации осциллографа, подготовить его к работе в режиме ждущей развѐртки. 3.5 Собрать лабораторную установку в соответствии с рисунком 1. Рисунок 1- Схема лабораторной установки 3.6 Пользуясь техническим описанием генератора импульсов, изучить раздел «Проведение измерений». 3.7 Установить на генераторе амплитуду импульсов 5В и поочерѐдно частоты следования импульсов, указанные в таблице 2. Таблица 2 ƒсл. ,Гц 350 700 2000 3600 Tрас.,мкс Тизм.,мкс ƒизм. ,Гц δƒ, % 3.8 Получить на экране осциллографа изображение выходного сигнала с генератора и измерить период следования импульсов. 3.9 Результаты измерений занести в таблицу 2. 3.10 Рассчитать частоту следования импульсов, относительную погрешность измерений (за действительное значение принимать устанавливаемую на генераторе частоте следования). 3.11 Оформить отчѐт. 3.12 Сделать выводы по работе. 3.13 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Рисунок 1. 4.4 Таблица 2. 4.5 Примеры расчѐтов. 4.6 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Перечислите параметры импульсных сигналов, которые можно измерить осциллографом. 5.2 Расскажите, как измерить частоту следования импульсов с помощью осциллографа. 5.3 Назовите методы измерения частоты импульсов. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.Э. Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНСРА -М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нифедова.- М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нифедова.- М.: Высшая школа, 2001. К.Б. Классен. Основы измерения. Электронные приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер -М, 2000. Лабораторная работа Измерение частоты сигнала частотомером 1 Цель работы: приобрести умение измерять частоту сигнала частотомером; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - частотомер; - генератор. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации изучить принцип действия и основные характеристики измерительных приборов. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Основные технические характеристики Диапазон измерения частот. Погрешность установки и измерения частот. 3.3 Пользуясь инструкцией по эксплуатации частотомера, провести проверку его работоспособности. 3.4 Установить на генераторе амплитуду в пределах (1-*Т0) В. 3.5 Согласно инструкции по эксплуатации частотомера выполнить измерение частот, устанавливаемых поочередно на генераторе, в соответствии с таблицей 2. Таблица 2 f ген .кГц 0,023 0,075 1 12,3 73,4 95 150 180,4 200 207,9 f изм кГц ∆f,кГц δf,% 3.6 Результаты измерений занести в таблицу 2. 3.7 Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерения частоты. 3.8 Результаты расчетов занести в таблицу 2. 3.9 Ответить на контрольные вопросы. 3.10 Оформить отчет. 3.11 Сделать выводы по работе. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1 и 2. 4.3 Примеры расчетов. 4.4 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите методы измерения частоты. 5.2 Нарисуйте схемы для измерения частоты с помощью осциллографа. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Измерение сдвига фаз электронным осциллографом 1 Цель работы: приобрести навыки измерения фазового сдвига электронным осциллографом; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - генератор низкой частоты - 2 шт.; - осциллограф. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Ознакомиться с измерительными приборами. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Основные технические характеристики 3.3 Измерение фазового сдвига. 3.1.1 Метод линейной развертки: - на первый и второй входы осциллографа подать синусоидальные сигналы одинаковой амплитуды; - частоту развертки подобрать такой, чтобы на экране высвечивались (1,5-2) периода данного сигнала; - найти длину отрезка АВ и АС в соответствии с рисунком 1; Рисунок 1 - вычислить фазовый сдвиг по формуле φ=(АВ:АС)×360°; - результаты измерений занести в таблицу 2. Таблица 2 AB AC φ A B Sinφ φ 3.3.2 Метод эллипса: - на вход X и вход Y осциллографа подать синусоидальные сигналы одинаковой частоты; - найти длину А и В в соответствии с рисунком 2; Рисунок 2 - вычислить значение Sinφ по формуле Sinφ=A/B и вычислить значение сдвига фаз φ 2 °; - результаты измерений занести в таблицу 2. 3.4 Оформить отчет. 3.5 Сделать выводы по работе. 3.6 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Рисунок 1. 4.4 Таблица 2. 4.5 Рисунок 2. 4.6 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Расскажите как измерить фазовый сдвиг непрерывных сигналов методом эллипса. 5.2 Расскажите как измерить фазовый сдвиг непрерывных сигналов методом линейной развертки. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Изучение техники измерения мощности ваттметром 1 Цель работ: приобрести навыки измерения мощности в цепях постоянного и переменного тока; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - ваттметр; - источник питания; - реостат; - амперметр; - провода. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучить условные обозначения, нанесенные на лицевую панель приборов и заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименован ие и тип прибора Условное обозначение на шкале прибора изображение что обозначает 3.2 Рассчитать цену деления амперметра на всех пределах измерения. Результаты расчетов записать в таблицу 2. Таблица 2 Предел измерения, А Количество делений, дел Цена деления шкалы, А/дел 3.3 Рассчитать цену деления шкалы ваттметра на всех пределах. Цену деления ваттметра С x , Вт определяют по формуле где U н - предел измерения ваттметра по напряжению; 1 н - предел измерения ваттметра по току; N - количество делений шкалы ваттметра 3.4 Результаты расчетов записать в таблицу 3. Таблица 3 U н ,в I н ,А N, дел С х , Вт/дел 3.5 Собрать схему в соответствии с рисунком 1 Рисунок 1 3.6 Измерить значения силы тока и мощность постоянного тока. Результаты измерений и значения напряжения источника питания занести в таблицу 4 Таблица 4 U un ,B I,А P w .Bт Рассчитанное значение P,Вт ∆ P ,Вт δ P ,% 3.7 Рассчитать истинное значения мощности Р, абсолютную и относительную погрешности измерения мощности. Результаты записать в таблицу 4. 3.8 Оформить отчет. 3.9 Сделать выводы по работе. 3.10 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблицы № 1-4. 4.3 Рисунок 1. 4.4 Примеры расчетов. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите приборы которыми можно измерять мощность. 5.2 Объясните, от чего зависит погрешности измеряемой мощности в цепях постоянного тока с помощью ваттметра. 5.3 Расскажите, как можно измерить коэффициент мощности. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Измерение сопротивления изоляции проводов и кабелей, электрических машин 1 Цель работы: приобрести навыки измерения сопротивления изоляции проводов, кабелей, электрических машин; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - мегомметр; - электродвигатель; - провода: - кабели. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучить условные обозначения, нанесенные на лицевую панель мегомметра и заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Условное обозначение на шкале прибора изображение что обозначает 3.2 Измерение сопротивления изоляции проводов и кабелей. 3.2.1 Выполнить измерение сопротивления изоляции проводов и кабелей. По результатам измерений заполнить таблицу 2. Таблица 2 Марка провода Результат измерения Заключение 3.2.2 Определить и промаркировать начало и конец каждого провода в кабеле. 3.3 Измерение сопротивления изоляции обмоток статора трехфазного двигателя. Измерения проводить в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 1. 3.3.1 Измерить сопротивление изоляции r хA , r хВ ,r хC между каждой из обмоток и корпусом (землей) двигателя. Результаты измерения записать в таблицу 3. A B C X У Z Рисунок 1 Таблица 3 r хА , Ом r хВ Ом r хС , Ом r хАВ , Ом r хВС , Ом r хСА , Ом 3.3.2 Измерить сопротивление изоляции r х ав, r х вс, r х са, между каждыми двумя обмотками двигателя. Результаты измерения записать в таблицу 3. 3.3.3 Определить и промаркировать начало и конец каждой обмотки. 3.4 Оформить отчет. 3.5 Сделать выводы по работе. 3.6 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Рисунок 1. 4.4 Таблицы 2,3. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Перечислите приборы для измерения сопротивления изоляции. 5.2 Расскажите принцип измерения сопротивления изоляции кабеля. 5.3 Расскажите принцип выполнения измерение сопротивления изоляции двигателя. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М- .: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Измерение сопротивления различными приборами 1 Цель работы: приобрести умения проводить измерения сопротивления различными методами. 2 Оснащение рабочего места: - комбинированный прибор Ц4360; - измеритель RLC APPA 703; - вольтметр В7-22А; - набор резисторов. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Пользуясь техническим описанием каждого из приборов изучить их принцип действия и основные характеристики в режиме измерения сопротивления. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование прибора Тип прибора Основные технические характеристики в режиме измерения сопротивления 3.3 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации поочерѐдно подготовить приборы к работе в режиме измерения сопротивлений и проводить измерения сопротивлений резисторов. ПОДГОТОВКУ ПРИБОРОВ ВЫПОЛНЯТЬ В СООТВЕТСТВИИ С ПУНКТАМИ "ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ" И "ПОРЯДОК РАБОТЫ" ТЕХНИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ И ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. 3.4 Результаты работы занесите в таблицу 2. Таблица 2 R ном , Ом R изм , Ом ∆ R , Ом δ R , % Ц43 60 APPA 703 РВ7- 22А Ц43 60 APPA 703 РВ7- 22А Ц43 60 APPA 703 РВ7- 22А 3.5 Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерений. 3.6 Результаты расчѐтом занести в таблицу 2. 3.7 Ответить на контрольные вопросы. 3.8 Сделать выводы по работе. 4 Содержание отчета: 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1 4.3 Таблица 2. 4.4 Примеры расчѐтов. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы: 5.1 Назовите приборы, которыми можно измерить сопротивление. 5.2 Перечислите методы измерения сопротивления. 5.3 Укажите преимущества и недостатки каждого метода. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С. Сигова. - М : ФОРУМ-ИНФРАМ, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.:Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Измерение параметров катушки индуктивности 1 Цель работы: приобрести умение измерять параметры катушек индуктивности; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - измеритель цифровой APPA 703; - мост универсальный Е7-4. 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучить назначение и принцип действия измерителя APPA 703 3.2 Сведения об измерителе APPA 703 занести в таблицу 1. 3.3 Изучить назначение и принцип действия моста универсального Е7-4. 3.4 Сведения о мосте универсальном Е7-4 занести в таблицу 1. Таблица 1 Наименование и тип прибора Основные технические характеристики 3.5 Подготовить измеритель Е7-8 к работе согласно технического описания и инструкции по эксплуатации прибора. 3.6 Измерить индуктивность обмоток катушки индуктивности измерителем Е7-8 в режиме с автоматическим выбором предела измерений. 3.7 Результаты измерений занести в таблицу 2. Таблица 2 Наименование и тип прибора L ном., Гн L изм., Гн ∆ L , Гн δ L , % 3.8 Подготовить мост Е7-4 к работе согласно технического описания и инструкции по эксплуатации прибора. 3.9 Измерить индуктивность обмоток катушки индуктивности мостом Е7-4. 3.10 Результаты измерений занести в таблицу 2. 3.11 Оформить отчѐт. 3.12 Сделать выводы по работе. 3.13 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчѐта 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Таблица 2. 4.4 Примеры расчѐтов. 4.5 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Назовите методы измерения индуктивности. 5.2 Зарисуйте схему моста переменного тока для измерения индуктивности и запишите условие его равновесия. 5.3 Объясните условие равновесия моста переменного тока выражаемого двумя уравнениями. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С. Сигова. - М: Форум: ИНФРА-М2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова- М.: Высшая школа, 2003. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И Нефѐдова - М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. Лабораторная работа Измерение параметров полупроводниковых приборов 1 Цель работы: приобрести умения проводить измерение параметров транзисторов с помощью измерителя параметров ТЛ-4М и определять их соответствие техническим условиям; приобрести навыки безопасной работы с измерительными приборами. 2 Оснащение рабочего места: - ампервольтомметр - испытатель транзисторов ТЛ-4М; - набор транзисторов. 3 Порядок выполнения работы: 3.1 Пользуясь техническим описанием и инструкцией по эксплуатации изучить принцип действия и основные характеристики ампервольтомметра. 3.2 Заполнить таблицу 1. Таблица 1 Наименование прибора Тип прибора Основные технические характеристики в режиме измерения параметров транзисторов 3.3 Пользуясь справочником полупроводниковых приборов заполнить таблицу 2. Таблица 2 Наименование параметра Обозначение и единица измерения Марка транзистора 1 Обратный ток коллекторного перехода I кбо , мкА 2 Обратный ток эмиттерного перехода I эбо , мкА 3 Постоянный ток коллектора I к , мкА 4 Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h 21 э 3.4. Пользуясь инструкцией по эксплуатации подготовить прибор к работе в режиме измерения обратного тока коллекторного перехода. ПРИБОР ПОДГОТОВИТЬ К РАБОТЕ В СООТВЕТСТВИИ С ПУНКТОМ "ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ" ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ 3.5 Собрать схему измерения в соответствии с рисунком 1. Рисунок 1 3.6 Провести измерения. 3.7 Полученные результаты занести в таблицу 3. Таблица 3 Марка транзис тора Измеренное значение Рассчитанное значение I кбo , мкА I эбо , мкА I К , мкА I К1 мкА I Б1 , мкА I К2 , мкА I Б2 , мкА 3.8 Собрать схему измерения в соответствии с рисунком 2 Рисунок 2 3.9 Провести измерения. 3.10 Полученные результаты занести в таблицу 3. 3.11 Собрать схему измерения в соответствии с рисунком 3. Рисунок 3 3.12 Провести измерения. 3.13 Полученные результаты занести в таблицу 3. 3.14 Привести пример расчета статического коэффициента усиления. 3.15 Оформить отчет. 3.16 Сделать выводы по работе. 3.17 Ответить на контрольные вопросы. 4 Содержание отчета 4.1 Название и цель работы. 4.2 Таблица 1. 4.3 Схемы для измерения параметров транзистора. 4.4 Таблица 2. 4.5 Таблица 3. 4.6 Примеры расчета. 4 7 Выводы по работе. 5 Контрольные вопросы 5.1 Дайте определение транзистора. 5.2 Назовите параметры транзистора. 5.3 Расскажите, какие параметры транзистора называются максимально допустимыми. 5.4 Объясните подключение выводов транзистора для определения статического коэффициента усиления. Литература Электрорадиоизмерения / Под редакцией профессора А.С.Сигова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. Метрология и радиоизмерения / Под редакцией В.И. Нефедова. -М.: Высшая школа, 2003. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под редакцией В.И. Нефедорова. -М.: Высшая школа, 2001. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. -М.: Постмаркер, 2000. |