Название: Измерение параметров сигналов, компонентов цепей и полупроводниковых приборов Часть 2 - Методические указания к лабораторным работам (В. А. Сергеев)

Жанр: Радиотехнический

Просмотров: 1133


3. лабораторная работа n5 исследование измерительных схем и приборов для измерения параметров элементов цепей с сосредоточенными постоянными

 

3.1.      ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепление знаний методов и структурных схем приборов для измерения параметров пассивных элементов радиоцепей (R, L, С, Q), резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей.

Развитие и закрепление практических навыков измерения параметров элементов цепей с помощью мостов переменного и постоянного токов и универсальных измерителей - мультиметров.

3.1.3.   Освоение методов оценки погрешностей различных

измерительных методов и схем на основе реальных экспериментальных

данных.

 

3.2.      ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА И

ОБОРУДОВАНИЯ

В состав лабораторной установки входят:

 

лабораторный макет с набором элементов радиоцепей различных типономиналов;

мост постоянного тока Р4060;

измеритель CLR Е7-13;

мультиметр Ф4800;

генератор звуковой частоты (ГЗ-33);

вольтметр переменного тока (ВЗ-38);

магазины сопротивлений и емкостей.

Схема макета представлена на рис.3.1. Макет содержит набор резисторов Ri-hRs, конденсаторов О-нСз и катушек индуктивностей Li-rLs, из которых можно составлять двухполюсники, моделирующие эквивалентные схемы реальных конденсаторов и катушек индуктивностей. В качестве катушек индуктивностей Li-5-Ls используются обмотки типового серийного

 

О        О        О        Q Q

о     о     о     о о

R,

R7

R4

Li

L-

L4 U

 

О

О

о о

 

о     о     о     о о

с,

С,

 

Рис. 3.1. Схема лабораторного макета

трансформатора ТПП40 с известным отношением числа витков nl : п2 : пЗ : п4 : п5.

3.2.3. Принцип работы моста постоянного тока Р4060 [7.1] Для измерения электрического сопротивления в диапазоне от 101 до 102 Ом применена измерительная схема одинарного моста с четырехзажимным подключением измеряемого сопротивления (рис.3.2), позволяющая устранить влияние соединительных проводов на результат измерения.

В качестве нулевого индикатора используют в этой схеме микроамперметр М136 (10-0-10 мкА), включенный непосредственно в измерительную диагональ моста.

Для измерения электрического сопротивления в диапазоне от 102 до 1012 Ом применена измерительная схема одинарного моста с двухзажимным подключением измеряемого сопротивления (рис.3.3). В качестве нулевого индикатора в этой схеме используется динамический электрометр с динамическим конденсатором.

Нулевой индикатор является динамическим электрометром, в котором для преобразования входного сигнала в переменное напряжение используется динамический конденсатор ДК-67М с сопротивлением изоляции между вибрирующим и неподвижным электродом не менее 1013 Ом. Структурная схема нулевого индикатора показана на рис.3.4.

3.2.4. Принцип действия измерителя CLR Е7-13 [7.2]

Принцип действия измерителя CLR Е7-13 основан на методе прямого преобразования, при котором формируется комплексное напряжение, пропорциональное измеряемому комплексному сопротивлению, а затем из него выделяются и преобразуются в цифровой код составляющие, пропорциональные измеряемым параметрам.

 

Генератор прямоугольных импульсов

 

V

Динамический конденсатор

Усилитель переменного тока

>

Фазочувстви-тельный детектор

 

Цепь компенсации контактной

разности потенциалов

            ж        

Источник питания

 

Рис. 3.4. Схема структурная электрическая нулевого индикатора моста

постоянного тока Р4060 3.2.5. Принцип работы мультиметра Ф4800 при измерении емкости, индуктивности и сопротивления [7.3]

Функциональная схема, поясняющая принцип преобразования емкости и индуктивности во временной интервал, показана на рис.3.5.

При измерении С замыкаются контакты 1, 3 и 2, 4 (переключатель В); при измерении L замыкаются контакты 5, 7 и 6, 8. Источник опорного

напряжения (ИОН), управляемый сравнивающим устройством (СУ1), подает разнополярное напряжение на делитель Rj, R2, Яз,4 и одновременно

 

"В'

1

7

 

Подпись: R, Подпись: 2 /4 6^^8
о—-j—сг о—

 

СУ1

Ф

-5Н К

ДЧ

СчИ

R9

 

гоч

СУ2

 

Рис. 3.5. Функциональная схема измерения емкости и индуктивности

мультиметром Ф4800

на RC- (RL) цепочку с измеряемой емкостью Сх (индуктивностью Lx) и образцовым сопротивлением Ro. С выхода делителя Ri опорное напряжение поступает на входы НИ (неинверсные) сравнивающих устройств СУ1 и СУ2. На вторые входы И (инверсные) поступает экспоненциальное напряжение с выхода RC (RL) цепочки. Благодаря использованию 2 разнополярных опорных напряжений и 2 сравнивающих устройств обеспечивается уменьшение влияния потерь в измеряемых емкостях (индуктивностях). С выходов СУ1 и СУ2 сигналы поступают на формирователь Ф, который выделяет два последовательных интервала времени при измерении Сх и 20 интервалов при измерении Lx между срабатыванием СУ1 при одной полярности питающего напряжения и срабатыванием СУ2 при другой полярности питающего напряжения. Сигнал с выхода СУ1 управляет также переключением полярности питающего напряжения в ИОН. С выхода формирователя сигнал поступает на ключ К. В открытом состоянии ключа К счетные импульсы, вырабатываемые генератором опорной частоты (ГОЧ), через делитель частоты 2 (ДЧ) поступают на счетчик-индикатор (СчИ), показывающий результат измерения на индикаторном табло.