измерение Лабораторные. Выполняемые лабораторные работы на учебном лабораторном стенде нтц05. 08. 1 Электрические измерения с мпсо
 Скачать 6 Mb.
|
Измерение сдвига по фазе осциллографом.Измерения сдвига по фазе между двумя напряжениями одинаковой частоты можно выполнить, использовав электронный осциллограф. Способ измерения прост и широко применяется при грубых измерениях. Сдвиг по фазе рассчитывают по параметрам, измеренным с изображения на экране – по осциллограммам напряжения при линейной развертке и фигурам Лиссажу при круговой развертке. Измерение сдвига по фазе в режиме линейной развертки.При использовании линейной развертки на экране двухлучевого или однолучевого осциллографа одновременно наблюдаются два исследуемых напряжения u1и u2. При измерении с помощью двухлучевого осциллографа на входы вертикальных каналов подают два синусоидальных напряжения одинаковой частоты: 1(𝑡) = 𝑈𝑀1𝑠i𝑛 𝑚𝑡 и2(𝑡) = 𝑈𝑀2𝑠i𝑛(𝑚𝑡 − 𝜑), между которыми измеряется сдвиг по фазе. При совмещении горизонтальной развертки лучей в одну линию на экране наблюдаются изображения напряжений u1 и u2 (рисунок 12.4). По измеренным в масштабе отрезкам abи ac, соответствующим временному сдвигу ∆Tи периоду T, вычисляется сдвиг по фазе:  𝜑 = 𝑎𝑏 · 3600 𝑎𝑐Рисунок11.4.Осциллограммы исследуемых напряжений Измерение сдвига по фазе по фигурам Лиссажу (по фигуре эллипса) При измерении сдвига по фазе меджу напряжениями по фигурам Лиссажу одно из них подается на вход вертикального, а другое на вход горизонтального каналов. При этом на экране наблюдают фигуру Лиссажу в виде эллипса (генератор развертки при этом выключен). Центр эллипса (рисунок11.5) необходимо совместить с началом координат и найти точки пересечения эллипса с осью абсцисс (ординат) и максимальную абсциссу (ординату) эллипса. При 𝑡 = 0 или 𝑡 = 𝜋⁄𝑚 напряжение, отклоняющее луч по вертикали, 1 = 0, а напряжение, отклоняющее лучпо горизонтали, 2(𝑡) = 𝑈𝑀2𝑠i𝑛 𝜑, или 2(𝑡) = −𝑈𝑀2𝑠i𝑛 𝜑. Отрезок ab эллипса пропорционален 2𝑈𝑀2𝑠i𝑛 𝜑. Отрезок a'b', пропорциональный 2𝑈𝑀2, соответствует максимальному отклонению луча в горизонтальном напрявлении. Сдвиг по фазе:  𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑠i𝑛 𝑎𝑏𝑎′𝑏′ или 𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝐴  𝐵 Рисунок11.5.Измерение сдвига по фазе по фигуре эллипс. По фигуре эллипса можно измерять значение сдвига по фазе без определения знака угла сдвига. Погрешность измерения по фигуре эллипса составляет 5÷10%. Причинами погрешности являются неточность определения длин отрезков; ширина луча; деформация эллипса, вызванная наличием высших гармоник в исследуемых напряжениях; различные фазовые погрешности усилителей горизонтального и вертикального каналов осциллографа. Измерение 𝜑 производят в диапазоне частот, соответствующем полосе пропускания усилителей. Неопределенность знака сдвига по фазе можно устранить, если напряжение u2 одновременно подать на вход X осциллографа и на модулятор (управляющий электрод) ЭЛТ со сдвигом по фазе на 900, за счет чего увеличивается яркость части эллипса при положительной полуволне поданного напряжения. Так как при положительном и отрицательном сдвиге по фазе электронный луч движется соответственно по часовой и против часовой стрелки, то при положительных значениях 𝜑 ярче светится верхняя часть эллипса, а при отрицательных – нижняя. Схема с изменением яркости луча позволяет измерять сдвиг по фазе в пределах ±1800 с указанием знака. |