ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВОЛЬТМЕТРОВ

Работа добавлена: 2016-05-07





БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СВЯЗИ

Кафедра ТКС

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВОЛЬТМЕТРОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе №__ по дисциплине

"Метрология и измерения"

для студентов специальностей

2 – 45 01 03 – Сети телекоммуникаций

2 – 45 01 02 – Системы радиосвязи,

радиовещания и телевидения

МИНСК

2015

СоставительМ.И. Семененко

В.М. Зеленя

Издание утверждено на заседании кафедры ТКС

..20__ г., протокол №__

Зав. Кафедрой ____________ ______________

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВОЛЬТМЕТРОВ

  1. ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

  1. Ознакомиться с основными техническими характеристиками вольтметров.
  2. Ознакомиться с функциональными схемами и устройством различных типов вольтметров.
  3. Получить практические навыки работы с приборами.

  1. ЛИТЕРАТУРА

  1. Шумилин И.П. Измерения в технике проводной связи. - М., Связь1980,с.64..67.
  2. Хромой Б.П., Моисеев Ю.Г. Электрорадиоизмерения - М., Радио и связь, 1985, с. 189...195.
  3. Методические указания к лабораторной работе.

  1. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

  1. Изучить по [2.1], [2.2] и [2.3] структурные схемы, принцип  работы, назначение органов управления вольтметров. Ознакомиться с описанием лабораторной работы, изучить приложение к работе.
  2. Подготовить бланк отчета.

  1. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

  1. Поясните назначение вольтметра В3-38.
  2. Укажите пределы измерения напряжения вольтметром В3-38.
  3. Поясните функциональную схему В3-38, укажите назначение всех блоков.
  4. Поясните назначение вольтметра В7-65.
  5. Поясните принцип действий вольтметра В7-65 по структурной схеме.
  6. Поясните назначение прибора Ц4315.
  7. Укажите, какие параметры можно измерить прибором Ц4315.

  1. ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ДОКУМЕНТАЦИЯ

  1. Милливольтметр В3-38.
  2. Цифровой вольтметр В7-65.
  3. Измерительный генератор Г3-102.
  4. Комбинированный прибор Ц4315.

  1. УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

  1. В процессе выполнения лабораторной работы необходимо руководствоваться действующей в лаборатории инструкцией по ТБ.

  1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1. Ответить на вопросы преподавателя по разделу 4 и домашнему заданию
  2. Получить инструктаж по работе.
  3. Изучить функциональную схему прибора В3-38.
  4. Изучить назначение органов управления и правила отсчета напряжения с вольтметров В3-38 и В7-65.
  5. Выполнитьзадание 1. Произвести проверку шкалы прибора В3-38 по варианту, указанному преподавателем (таблица 1), собрав схему измерений (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема измерения для проверки шкалы прибора В3-38

Таблица 1 – Исходные данные для выполнения задания 1

Номер варианта

Напряжение на выходе генератора

мВ

мВ

мВ

мВ

В

В

В

В

В

В

В

1

3

12

65

210

0,6

2,2

5,6

7,5

12

23

27

2

5

17

75

270

0,77

1,5

2,5

4,5

8

13

20

3

7

22

50

150

0,25

2,8

4,2

6,5

10

15

25

4

8

25

45

300

0,8

1,2

3,2

5,3

7

10

30

5

9

15

30

256

0,5

1,8

2,8

3,8

13

17

27

  1. Измеренные и расчетные величины занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты выполнения задания 1

Номер варианта

Uген, В

L, дБ (В3-38)

U,В (В3-38)

U,В (В7-65)

δU, В

δпр, %

  1. Выполнитьзадание 2. Проверить зависимость показаний вольтметра В3-38  и  Ц4315  от  частоты  по  варианту,  указанному  преподавателем (таблица 3), собрав схему (рисунок 2). На выходе генератора Г3-102 поддерживать постоянный уровень напряжения, указанный преподавателем.

Рисунок 2 – Схема измерения для проверки зависимости показаний вольтметра В3-38 и Ц4315 от частоты

Таблица 3 – Исходные данные для выполнения задания 2

Номер варианта

Прибор

Частота на шкале генератора, кГц

1

В3-38

Ц4315

0,02

0,045

0,2

1

2

10

20

50

100

150

200

2

В3-38

Ц4315

0,03

0,05

0,1

0,5

1

5

10

25

50

100

200

3

В3-38

Ц4315

0,025

0,045

0,35

0,7

1,2

4

8

15

30

100

150

4

В3-38

Ц4315

15В

0,035

0,045

0,4

1,5

3

12

20

50

100

150

200

5

В3-38

Ц4315

25В

0,015

0,045

0,6

1,5

2,5

7,5

15

20

25

50

100

  1. Заданные, измеренные и расчетные величины занести в таблицу 4 и построить график зависимостиU=φ(f) для обоих вольтметров.

Таблица 4 – Результаты выполнения задания 2

Номер варианта

Прибор

F,кГц

В3-38

U, В

L, дб

Ц4315

U, В

L, дб

  1. Проанализировать результаты измерений и сделать выводы.
  2. Составить отчет по работе.
  3. Ответить на контрольные вопросы.

  1. СОДДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

  1. Наименование и цель лабораторной работы.
  2. Перечень приборов и устройств, использовавшихся при выполнении лабораторной работы.
  3. Схемы измерений, таблицы с результатами измерений и вычислений.
  4. ГрафикU=φ(f) для двух вольтметров В3-38 и Ц4315.
  5. Выводы по работе.

  1. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Поясните назначение органов управления на передней панели В3-38.
  2. Поясните назначение органов управления на передней панели В7-65.
  3. Поясните порядок отсчета показаний по прибору В3-38.
  4. Поясните порядок отсчета показаний по прибору Ц4315.
  5. Поясните порядок проверки В7-65.

  1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЕТА

  1. Учащийся должен знать:
    1. Назначение органов правления на передней панели В3-38.
    2. Назначение органов управления на передней панели В7-65.

  1. Учащийся должен уметь:
    1. Проверять проверку приборов В3-38, В7-65, Ц4315.
    2. Грамотно производить отсчет показаний по шкалам приборов В3-38, В7-65, Ц4315.

  1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

  1. Подготовка приборов к работе.
    1. Проверить заземление корпусов приборов.
    2. Подготовить к работе цифровой вольтметр В7-65:

ΔU=Un-U0, В

(1)

П=-ΔU, В

(2)

ГдеUП– показатели проверяемого вольтметра В3-38, В;

U0 – показатели образцового вольтметра В7-65, В

  1. Рассчитать приведенную погрешность ‘δпр’ проверяемого прибора:

Δпр=(ΔU/Uпред)*100%

(3)

Где ΔU – наибольшая абсолютная погрешность, полученная при проверке, В;

Uпред – конечное значение установленного предела измерения, В

  1. Сделать заключение о метрологической исправности прибора, сравнивая приведенную погрешность и основную δприв=К, указанную на шкале прибора:

δпр≤К

(4)

  1. Порядок проверки зависимости показания вольтметра В3-38 от частоты.
    1. Собрать схему (рисунок 2).
    2. На генераторе установить:

ΔU=U1-U45, В

(5)

δ=(ΔU/U45)*100%

(6)

  1. Аналогично п.9.3.1…9.3.4. проделать работу, включив Ц4315 вместо В3-38.

Приложение №1

Вольтметр типа В3-38

  1. Назначение прибора.

Прибор предназначен для измерения напряжения переменного тока от 0.1мкВ до 300В в диапазоне частот от 20Гц до 5 МГц.

Прибор имеет отдельную шкалу, проградуированную в дБ. Уровень «0»дБ соответствует 0.775В.

  1. Технические характеристики.

Основная приведенная погрешность не превышает ±2.5% на пределах от 1В до 300В. Нормальные условия эксплуатации, при которых погрешность прибора не превышает основной: температура окружающего воздуха +20±5°С.

Форма кривой напряжения – синусоидальная с коэффициентом гармоник не более 2%.

Диапазон частот от 45Гц до 5МГц.

Питание прибора от сети переменного тока напряжением 220В±10% частотой 50Гц±1%. Время самопрогрева – 15 минут.

Входное сопротивление на частоте 55 Гц не менее 5МОм на пределах 1…300мВ и не менее 4МОм на пределах 1…300мВ.

Структурная схема и принцип действия прибора приведены в [2.1], [2.2]; функциональная схема прибора приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Функциональная схема В3-38

Широкополосный усилитель (ШУ) обеспечивает усиление сигнала до 1В при полном отклонении стрелки прибора. Усилитель выполнен на четырех транзисторах. ШУ охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Стрелочный отсчетный прибор магнитоэлектрической системы (микроамперметр 1000мкА) включен в диагональ моста, образованного двумя полупроводниковыми диодами и двумя резисторами.

Показания прибора пропорциональны среднему значению, а шкала проградуирована в эффективных значениях синусоидального напряжения. Питание активных узлов осуществляется от выпрямителя на диодах сRC-фильтрами. Выпрямленное напряжение 24В стабилизировано стабилизаторами.

На передней панели миллиамперметра расположены следующие органы управления:

На задней панели расположены:

Приложение №2

Комбинационный прибор Ц4315

  1. Назначение прибора.

Прибор предназначен для непосредственного измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока; сопротивления постоянному току; емкости; абсолютного уровня переменного напряжения.

  1. Технические характеристики.

Класс точности при измерении постоянного напряжения, тока и сопротивления 2.5%. Класс точности при измерении переменного напряжения и тока, емкости и уровня передачи 4.0;.

Нормальные условия эксплуатации, при которых погрешность прибора не превышает основной:

Номинальная область частот и расширенная указаны в таблице на нижней крышке прибора. Номинальные области подчеркнуты.

Входное сопротивление вольтметра переменного тока – 2кОм/В на всех пределах кроме 1В и 2.5В.

Схема и принцип действия простейшего детектора вольтметра приведены в п.2.1, 2.2.

Упрощенная схема прибора Ц4315 при измерении переменных напряжений приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Упрощенная схема прибора Ц4315

В приборе применен измерительный механизм магнитоэлектрической системы. Выпрямление переменного тока происходит по двухполупериодной схеме выпрямления на германиевых диодах.

Прибор измеряет среднее значение переменного напряжения, но проградуирован в действующих (эффективных) значениях при синусоидальной форме кривой (коэффициент формы ).

При измерении прибором в цепях с напряжением выше 30В не рекомендуется подключать и отключать прибор при включенном напряжении в исследуемой цепи.

Измерение с щупом необходимо проводить одной рукой, вторая рука должна остаться свободной во избежание прохождения электрического тока через организм человека.

  1. Подготовка к работе с прибором.

Установить прибор в горизонтальное положение. Стрелку прибора, при необходимости, установить на начальные отметки шкал механическим корректором.

Переключатель рода работы установить в положение, соответствующее роду измеряемой величины.

Переключатель пределов измерения установить в положение, соответствующее роду измеряемой величины.

Переключатель пределов измерения установить в положение, соответствующее ожидаемому значению измеряемой величины. Если значение не известно даже приблизительно, следует начинать измерения с максимального предела. В цепях повышения точности измерения целесообразно получать отклонение стрелки в правой части шкалы.

Включение прибора в измерительную схему производят в соответствии с маркировкой у зажимов. При измерении на повышенных частотах во избежание значительных погрешностей, связанных с утечкой емкостных токов, общий зажим прибора (обозначается *) должен быть подключен к заземленной точке схемы. По окончании измерения, отключив прибор от исследуемой цепи, целесообразно установить переключатель пределов измерения в положение 1000В.

Приложение №3

Цифровой вольтметр типа В7-65

  1. Назначение прибора.

Прибор предназначен для измерения постоянного и переменного напряжений, сопротивления, постоянного тока, температуры. Диапазон частот измеряемого переменного напряжения от 20Гц до 100кГц.

  1. Технические данные.

Вольтметр обеспечивает измерение:

Диапазон частот измеряемого напряжения от 20Гц до 100кГц. Входное сопротивление вольтметра при измерении переменного напряжения на частоте 20Гц на пределах 1мВ…1000В составляет Ом±2%. Входная емкость не превышает 45пФ.

Мощность потребляемая вольтметром от сети при номинальном напряжении, не превышает 35Вт.

Вольтметр обеспечивает свои технические характеристики после 15-минтуного самопрогрева и сохраняет их в течении 16 часов непрерывной работы.

  1. Принцип действия вольтметра.

Принцип действия вольтметра В7-65 состоит в преобразовании измеренной физической величины (переменного напряжения, постоянного тока, сопротивления, температуры) в постоянное напряжение с последующим его изменением аналогово-цифровым преобразователем интегрирующего типа.

  1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное.

Измеренное переменное напряжение с входного разъема  поступает через входной делитель на преобразователь напряжения. Преобразователь напряжения представляет собой активный преобразователь средневыпрямленных значений переменного напряжения, проградуированный по среднеквадратическому значению синусоидального напряжения. Преобразователь переменного напряжения состоит из преобразования импеданса П.И., аттенюатора антенн, широкополосного усилителя, преобразователя усил., двухполупериодного детектора Дет и двух фильтров нижних частот ФНЧ. Выходное постоянное напряжение с выхода преобразователя через усилитель постоянного тока УПТ поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя АЦП.

При правильном выборе предела измерения измеряемое переменное напряжение, уровень которого может быть от 300мкВ до 300В, на выходе преобразователя напряжения приводится к значению постоянного напряжения, не превышающего 1В.

Выбор пределов измерения осуществляется переключателем рода работы и предела измерения.

Усилитель постоянного тока УПТ служит для согласования выходного сопротивления преобразователя напряжения с высоким входным сопротивлением АЦП.

  1. Преобразователь постоянного тока в постоянное напряжение.

Входной ток, приходя через шунтR, подключенный к входным клеммамJ иO, создает на нем падение напряжения, которое усиливается УПТ и поступает на АЦП.

В зависимости от установленного предела к входным клеммамJ иO подключается такой шунт, чтобы падение напряжения на нем не превышало 100мВ.

УПТ при измерении постоянного тока на всех пределах измерения имеет коэффициент усиления, равный 10В. В качестве шунтаR используется высокочастотный микропроволочный делитель.




Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Изучение технологической, поездной, грузовой и коммерческой работы на станции, начально-конечных операции, организации работы погрузочно-разгрузочных работ, организации выполнения операции в ЛАФТО

2. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

3. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

4. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

5. Изучение принципов работы омметра

6. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ДОЗИМЕТРА

7. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА НЧ

8. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ УРОВНЕЙ

9. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ФОТОЭЛЕМЕНТА С ВНЕШНИМ ФОТОЭФФЕКТОМ

10. ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ НИЗКОВОЛЬТНОГО КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИНДИКАТОРА