Шпаргалки по метрологии (стр. 3 из 11)

Um(амплитудный), Uср.в(средневыпрямленное значение), Uд(среднеквадратичное значение)

2)уравновешенные преобразования

ВУ содержит делитель, ПОС- преобразователь цепи обратной связи

18. Влияния формы кривой напряжения на показания вольтметра переменного тока.

U(t)-Д -Шкала

Uш*0,707 = Ап1

Uср.в.*1,1=Ап2

U*1=Ап3

Um=max(U(t))

C1*Ums=Us

C2*Uср.вs=Us

C3*Us=Us

C1,C2,C3- градуирующий коэффициент

С1=Us/Ums=1/Kas=1/^2=0,707

C2=Us/Uср.вs=Kфs=1,11

U(t)-Эл.цепь-V

19. Цифровые вольтметры с время импульсным преобразованием.

В основу работы цифровых вольтметров постоянного тока с время-импульсным преобразованием положен время-импульсный метод преобразования постоянного напряжения в пропорциональный интервал времени с последующим измерением длительности интервала цифровым способом. Структурная схема вольтметра

Измеряемое напряжение подаётся на входное устройство, в котором напряжение приводится к некоторому номинальному пределу с помощью делителя напряжения и далее поступает на усилитель постоянного тока. В усилителе оно усиливается до величины, не превышающей максимального уровня сигнала генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН), чтобы обеспечить сравнение этих напряжений. Запуск схемы осуществляется управляющим устройством, импульсы которого одновременно производят сброс счетчика перед каждым измерением и срабатывание формирователя измерительных импульсов. Работа цифровой части вольтметра поясняется временными диаграммами:

Импульсы управляющего устройства (а) запускают ГЛИН, вырабатывающий симметричное линейно-изменяющееся напряжение (6). Это напряжение, являющееся образцовым, поступает на устройство сравнения (компаратор) двух напряжений, где производится сравнение измеряемого напряжения с выхода усилителя постоянного тока и напряжения ГЛИН. В момент равенства двух напряжений устройство сравнения вырабатывает импульс (г), которым производится срабатывание формирователя импульсов, роль которого выполняет триггер с раздельным запуском. Другое срабатывание триггера осуществляется импульсом управляющего устройства, проходящего через линию задержки, осуществляющую задержку импульса на величину, равную половине прямого хода сигнала ГЛИН (в). Таким образом длительность импульса формирователя (д) будет пропорциональна измеряемому напряжению Δt = kUx, где к - коэффициент пропорциональности, характеризующий угол наклона пилообразного напряжения. Импульс формирователя поступает на ключ, пропускающий за это время сигналы генератора счетных импульсов на вход счетчика. Цифровое измерительное устройство отображает на цифровом табло количество счетных импульсов N = Δtf0 (е). Полярность измеряемого постоянного напряжения определяется очерёдностью срабатывания формирователя импульсов и соответствующий сигнал «-» или «+» подаётся в цифровое измерительное устройство.

Погрешности: зависит от линейности и отклонения скорости изменения пилообразного напряжения от номинальной, стабильности частоты генератора счетных импульсов, чувствительности сравнивающего устройства, точности установки импульса нулевого уровня и др.

Недостатки: влияние различных помех на результат измерения.

По лекциям:

Ux-Tx-N

а) с помощью линейно-измен. Напряжения

б) интегрирования

а)

tx=Ux/Vмин

N=tx/T0=fotx=f0/Vмин*Ux

Причины возникновения погрешности:

-нестабильность ЛИН

-Настабильность частоты ГОЧ

-погрешность дискретности (Δ+-t0; δ=1/N)

20. ЦВ, исп. Метод двойного интегрирования.

U-tx

T1*Ux=U0*T2

Ux=T2/T1*U0=N2*T0/N1*T0=U0/N1*N2

Uвып=∫Uxdt=Uxt

Прибор помехоустойчив

Причины возникновения погрешностей:

-интегратор не идеален.

-СУ имеет порог чувствительности

21. Цифровые интегрирующие вольтметры(с частотно-импульсными преобразованиями)

Ux-fx-N

Fx=k*Ux

N=Tизм/Tx=Тизм*Fx=Tизм*K*Ux

Причины погрешности:

-неидеальность интегратора

-порог чувствительности СУ

-нестабильность U0

-нестабильность Тизм

-стандартная погрешность дискретности

Общие погрешности дост-т порядка 10-4 – 10-5

22. ЦВ уравновешивающего преобр-я

Погрешности: погрешности ЦАП и порог чувствительности СУ.

23. Структура и принцип действия универсального электронного осциллографа. Основные характеристики.

Универсальные С1-…

Для исследования периодических сигналов в полосе частот до 500 мГц. Амплитуда от мВ до 100В. Длительность сигнала от мс до с. Осциллограф в реальн. масштабе времени.

Y – канал вертикального отклонения:

1)ВУ обеспечивает высокое входное напряжение, коммутирующий емк-ть, открытый и закрытый вход, тут же стоит делитель.

2)ПУ- предварительный уселитель.

3)ЛЗ – линия задержки(не во всех приб.=0,1 мкс) для возможности просмотра переднего фронта импульса.

4)Вых У – выходной усилитель для усиления сигнала до полн.отклонения луча экрана.

Х – канал горизонтального отклонения:

ГР – генератор развертки. Для формирования пилообразного напряжения развертки, обеспеч. Линейного перемещения луча.

Тр=nTс, n=1,2,3

Tp=tпр+tобр

Изменяет масштаб изображения по горизонтали.

Требование:

-высокая линейность напряжения

-большой диапазон частоты

БС- блок синхронизации и запуска. Для получения устойчивого изображения сигнала.

УГО – усилитель горизонтального отклонения, увеличивает сигнал развертки, чтобы луч мог двигаться полностью по экрану.

Канал Z предназначен для установки яркости изображения.

КА и КД –калибраторы амплитуды(длительности). Для повешения точности измерения путем поминального значения коэффициента развертки.

Режим работы осциллографа:

1. Автоколебательный – режим непрерывной развертки. Для анализа периодических сигналов с небольшой скважностью.

2. Ждущий. Для исследования импульсов с большой скважностью.

3. Однократный(не во всех)

4. Растягивание во времени путем измен.коэф-та УГО.

5. Быстрой/медленной развертки(не во всех)

Виды развертки: Линейная развертка, круговая, спиральная.

Основные хар-ки:

1.АЧХ

2.Переходная – отклик на экране осциллографа на скачок напряжения на входе У

3. Коэффициент отклонения

Kо=1/Sч, Sч=Кус*Sэлт

Ко=U/ly [В/дел]-масштаб по У

4.Коэффициент развертки

Кр=tпр/lx [c/дел]

V=lx/tпр – скорость движения луча.

5. Zвх

НЧ Rвх>=1 МОм; Свх=30-50 пФ

ВЧ Rвх>=0,5 МОм; Свх = 3-5 пФ.

24. Осциллографические методы измерения параметров сигналов. Погрешности измерений.

1) U=Kотк[V/дел]*ly[дел]*Mo; Мо=1;10

2) t=Кр[c/дел]*lx[дел]*Мр

Погрешности

Систематические:

1)

Uизм*b=Uдейст

2)

3) случайная визуальная погрешность

Δобщ = 0,4*q/l

q – ширина луча(из пасп. данных)

25. Цифровые осциллографы

26. Времяимпульсный измеритель временных интервалов. Принцип действия, структура, погрешности.

t-N

структурная схема:

где

Эпюр напряжения:

Погрешности:

-относительная нестабильность ГОЧ

-погрешность дискретности. Определяется значением периода счетных импульсов То.

-погрешность δф преобразования(нестабильность порога срабатывания формирователей)

27. Нониусный измеритель временных интервалов.

Данный метод позволяет уменьшить обе составляющие погрешности – в начале измеряемого интервала и в конце.

Реализация метода:

Импульс «старт» запускает генератор ГОЧ1. Импульсы с периодом Т1 поступают на счетчик СЧ1, где подсчитываются. Импульс «стоп» запускает ГОЧ2 с периодом повторения нониусных импульсов Т2 = Т1 - ΔT = Т1 -Т1/р, обычно р = 10,100. Число этих импульсов подсчитывает СЧ2. Импульсы с ГОЧ1 и ГОЧ2 поступают на входы схемы совпадения СС, на выходе которой при совпадении счетных и нониусных импульсов возникает импульс «останов», срывающий работу обоих генераторов. При этом количество импульсов N1 и N2 фиксируется счетчиками. Арифметическое устр-во АУ рассчитывает величину временного интервала