Роботи з ними

ВСТУП

Лабораторні роботи з курсу «Електротехніка і основи електроніки» виконуються фронтальним методом, при якому академічна група слідом за вивченням відповідної теми виконує лабораторну роботу, присвячену цій темі. Такий метод сприяє поглибленому засвоєнню матеріалу.

Роботи виконуються на лабораторних макетах з використанням генератора сигналів Г3-112, електронного осцилографа С1-72, мілівольтметра В3-38 (див. додатки 1, 2, 3), фазометра Ф2-1.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

Використання електронних вимірювальних приладів длядослідження параметрів електричних сигналів

1.1. Ціль роботи

Знайомство з основними технічними характеристиками і будовою електронних вимірювальних приладів: генератора сигналів Г3-112, вольтметра В3-38 і осцилографа С1-72, вивчення основних правил користування цими приладами. Набуття практичних навичок для одержання гармонійного сигналу заданої частоти і амплітуди від генератора; вимірювання напруги за допомогою вольтметра; візуального спостереження форми сигналу і вимірювання його амплітуди, періоду та частоти за допомогою осцилографа.

1.2. Опис вимірювальних приладів і основні правила

роботи з ними

До лабораторного макету входять: генератор Г3-112, вольтметр В3-38, осциллограф С1-72 і з’єднувальні кабелі.

1.2.1. Генератор Г3-112 призначений для одержання синусоїдального (основний режим) і прямокутного (додатковий режим) сигналів певної частоти і напруги.

1.2.2. Частота сигналу знаходиться у діапазоні від 10 Гц до 10 МГц і встановлюється: плавно − ручкою " Частота", дискретно – ручкою " Множитель". Значення генерованої частоти визначається відліком за шкалою частот, помноженим на значення множника.

Напруга генератора знімається з клеми " Выход" і регулюється від 0 до 10 В плавно – потенціометром плавного регулювання і дискретно, з кроком 10 дб, у межах від 0 до 70 дб, − ручкою " Ослабление, дб". Вихідний опір генератора −

50 Ом.

1.2.3. Електронний вольтметр В3-38 призначений для вимірювання діючого значення синусоїдальної напруги до 300 В.

Весь діапазон вимірювання розбитий на 12 піддіапазонів з межами: 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ і 1, 3, 10, 30, 100, 300 В. Межа вимірювання встановлюється за допомогою перемикача.

Результат вимірювання відраховується за верхньою шкалою 0− 10, якщо перемикач установлений на межі 1, 10, 100 мВ/В, і за другою шкалою, якщо перемикач установлений на межі 3, 30, 300 мВ/В. При правильно обраній межі вимірювання стрілка вольтметра повинна відхилятися не менше ніж на одну третину шкали, але не зашкалювати.

Межа вимірювання вибирається в такий спосіб:

· якщо значення вимірюваної напруги приблизно відоме, перемикач установлюється на найближчу більшу межу вимірювання;

· якщо значення вимірюваної напруги невідоме, перемикач установлюється на найбільшу межу вимірювання, з наступним зменшенням її, якщо кут відхилення стрілки малий.

З джерелом вимірюваної напруги вольтметр з'єднується за допомогою спеціального кабеля.

1.2.4. Електронний осцилограф С1-72 призначений для візуального спостереження форми сигналу й вимірювання його амплітудних і тимчасових параметрів.

Досліджуваний сигнал подається на гніздо " Вход Y " осцилографа за допомогою спеціального кабеля.

Одержання стійкого зображення сигналу на екрані осцилографа досягається за допомогою ручок " Стабильность" і " Уровень" при обраному за допомогою кнопок режимі синхронізації (внутрішня або зовнішня).

Зручний для спостереження розмір зображення по вертикалі встановлюється ручкою " Усилитель Y ", ширина зображення – ручкою " Время/дел". На якість зображення і точність вимірювання впливають ручки фокусування, яскравості, зсуву зображення по горизонталі й вертикалі.

Напруга сигналу вимірюється шляхом підрахунку кількості поділок колібраційної сітки на екрані осцилографа, зайнятих зображенням сигналу до вертикалі, і множенням її на число, що вказується ручкою " Усилитель Y ". Це число називається коефіцієнтом відхилення по вертикалі і позначається К_у.

Вимірювання періоду сигналу здійснюється підрахунком кількості поділок колібраційної сітки на екрані осцилографа між двома сусідніми амплітудними значеннями сигналу по горизонталі та множенням її на число, що вказується ручкою " Время/дел". Це число називається коефіцієнтом відхилення по горизонталі і позначається К_x.

1.3. Завдання і порядок виконання лабораторної роботи

1.3.1. Вивчити за допомогою методичних вказівок призначення, основні технічні показники, розташування й функції органів керування, а також правила експлуатації вимірювальних приладів: генератора сигналів Г3-112, вольтметра В3-38 і осцилографа С1-72.

1.3.2. Замалювати в лабораторний журнал зображення лабораторних приладів.

1.3.3. Записати призначення органів керування.

1.3.4. Зробити початкові установки органів керування генератора сигналів Г3-112, для цього встановити:

· вимикач " Сеть" у положення " Выкл.";

· ручку " Ослабление, дб" у положення 0;

· ручку регулювання вихідної напруги − ліворуч до упору.

1.3.5. Зробити початкові установки органів керування осцилографа С1-72, для цього встановити:

· кнопку " Сеть" − у відтиснуте положення;

· ручку регулювання, фокусування і зсуву по горизонталі/вертикалі − у середнє положення, яскравості − праворуч до упору.

Натиснути кнопку внутрішньої синхронізації. Кнопку " Вход Х " відпустити.

Установити:

· ручки " Стабильность" і " Уровень" − праворуч до упору;

· " Усилитель Y " − у положення 10.

З’єднувальний кабель підключити до гнізда " Вход Y " осцилографа.

1.3.6. Зробити початкові установки органів керування вольтметра В3-38, для цього встановити:

· вимикач " Сеть" у положення " Выкл.";

· перемикач меж вимірювання − у положення 300 В.

З’єднувальний кабель підключити до вхідного гнізда вольтметра.

1.3.7. За допомогою трійника з'єднати вихід генератора з входами осцилографа й вольтметра.

1.3.8. Включити вилки приладів у розетки.

1.3.9. Увімкнути генератор і вольтметр тумблерами " Сеть".

1.3.10. Установити двома ручками регулювання частоти необхідну частоту вихідної напруги. Установити за допомогою вольтметра першу із заданих напруг генератора, для цього перемикачем меж вольтметра вибрати необхідну межу вимірювання вольтметра (найближче більше число) і ручкою плавного регулювання генератора встановити стрілку вольтметра на потрібну поділку.

1.3.11. Одержати на екрані осцилографа зображення сигналу на виході генератора, для цього увімкнути осцилограф кнопкою " Сеть", при цьому на екрані осцилографа повинне з'явитися зображення, що має вигляд прямої лінії, кривої або світлої смуги. За відсутності зображення сигналу скористатися ручками переміщення променя. Установити помірну яскравість зображення, сфокусувати зображення і перемістити його на середину екрана.

За допомогою ручки " Усилитель Y " одержати зручний для спостереження розмір зображення по вертикалі (3− 6 поділок).

Одержати стійке зображення сигналу, для цього:

· обертанням ручки " Стабильность" домог-тися моменту зникнення на екрані зображення;

· обертанням ручки " Уровень" відновити нерухоме зображення на екрані.

За допомогою ручки " Время/дел" одержати 2–3 періоди сигналу на екрані.

1.3.12. Виміряти за допомогою осцилографа вихідну напругу генератора, для цього:

· підрахувати число поділок N, зайнятих зображенням сигналу по вертикалі;

· визначити за положенням ручки " Усилитель Y " значення коефіцієнта відхилення по вертикалі К_ү ;

· розрахувати розмах виміряної напруги за формулою U _{ВИХ. РАЗМ}= N К_Y;

· розрахувати діюче значення вихідної напруги за формулою ;

· за результатами вимірювань і обчислень

· визначити абсолютну ∆ U і відносну δ U похибку вимірювання;

· результати вимірювань і обчислень занести в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

1.3.13. Виміряти за допомогою осцилографа частоту сигналу генератора:

· принцип дії осцилографа допускає вимі-рювання тільки інтервали часу, тому вимірювання частоти F зводиться до визначення тривалості періоду Т, з наступним розрахунком значення частоти сигналу F за формулою ;

· установити ручкою " Время/дел" таку швидкість руху променя по горизонталі, щоб період сигналу зайняв 5− 10 поділок сітки по горизонталі;

· визначити число поділок М, зайнятих одним періодом сигналу по горизонталі;

· визначити за положенням ручки " Время/дел" значення коефіцієнта відхилення по горизонталі К_x;

· визначити тривалість періоду за формулою ;

· визначити частоту сигналу F;

· за результатами вимірювань і обчислень визначити похибки вимірювань абсолютної Δ F і відносної δ F частот;

· результати вимірювань і обчислень занести в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

1.3.14. Виконати п.п. 1.3.12, 1.3.13 для наступних значень напруги й частоти, заданих викладачем.

1.4. Зміст та оформлення звіту

Звіт повинен містити:

· зображення передніх панелей вимірювальних приладів;

· короткий опис призначення органів керування приладів;

· короткий опис методики установки частоти і напруги на генераторі;

· методики вимірювання напруги за допомогою вольтметра й осцилографа,

· методики вимірювання тимчасових інтервалів за допомогою осцилографа;

· таблиці обмірюваних і разрахованих величин.