Физическая величина свойства и единства измерения физических величин. Измерения. Шкалы измерений. Классификация измерений. Средства измерений. Погрешность измерения и их классификация, страница 7

ГВЧ – генератор высокой частоты, с кварцевой стабилизацией, вырабатывает импульсы частотой 1 МГц – частота собст. колебаний пластинки природного кварца.

ДЧ – делитель частоты – устройство имеющее 7 декад, которое позволяет проводить деление частоты генератора в 10ⁿ раз, где n = 1,2...7. Период кварцевого генератора 1 мкс. Деление частоты повт. импульсов может меняться от 1 мкс до 10 с.

БУ – блок управления, вырабатывает имп. полож. полярности, равной периоду следования импульсов с ДЧ.

ВС – временной селектор – эл. у-во, раб. в реж. ключа, которое пропускает импульсы с ФУ за время действия упр. импульса.

СИ – счетчик импульсов, производит подсчет имп., пропускаемых ВС.

ЦИ – цифровой индикатор, выводит значение частоты в соответствии с формулой f_x = N/T_сч., где N – число подсч. имп., T_сч. – время действия упр. имп.

40)Фазовый сдвиг и методы его исследования

Фаза сигнала линейная функция; является аргументом зависимости sin  и cos

φ = ωtfy₀ ,  dy = ωdt, отсюда

                                         (1)

изменение фазы может быть посчитано, если известны две вел-ны: промежуток времени dt, период или частоту этого sin-ог сигнала Δφ = φ₂ – φ₁ (2)  ,где φ₁ φ₂ –фазы сравниваемых напряжений(сигналов одинаковой частоты)

Из (1)(2) следует, фазовый сдвиг можно измерять с помощью двух лучевого осциллографа с одним генератором линейной развертки оси. При этом на экране наблюдаются две синусоиды, сдвинутые по временной оси на Δt, измеряя который и зная ν(T) сигнала T по (1) можно определить величину фазового сдвига.

 Рассмотрим 2 сравниваемых г фазовой частоты

U₁(t) = U₀ sin(ωt + φ₀₁) ,где ωt + φ₀₁ = φ₁

U₂(t) = U₀ sin(ωt + φ₀₂) ,где ωt + φ₀₂ = φ₂

при подстановке в (2) получаем фазовый сдвиг

Δφ = φ₂ – φ₁= φ₀₂ - φ₀₁ = const

изобразим графически

Вопрос№41 Электронно-счетный цифровой фазометр

Он позволяет измерять величину фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями одинаковой частоты f(x) с некоторым неизвестным фазовым сдвигом     Dj = ?.  упрощенная схема фазометра (цифрового) изобр. на рисунке

Содержит два блока формирующего устройства (ФУ), вырабат-ого короткие положительные импульсы с частотой следования равной частоте синусоидального сигнала f(x)

Блок управляющего устройства (УУ) выраб-щий положительный импульс  с длительностью равной ближайшему промежутку  времени между короткими импульсами ФУ

Длительность положительного импульса равна T_сч  под воздействием  положительного U длительностью T_сч открывается временной селектор (ВС) и пропускает N – коротких импульсов с f₀ от генератора стандартных импульсов (ГСИ). Электрический счетчик (ЭС)  подсчитывает количество импульсов и на цифровом индикаторе получаются получаются значения  фазового сдвига в радианах или градусах согластно формуле

U(fx)

количество импульсов  пропускаемых времен. Селектором N = T_сч/Т_о = T_счf₀ с учётом того, что Dt = T_сч(по услов) получим:

   (1)

по (1) считается величина фазового сдвига:

I – ый импульс отпирает блок

II – й  запирает

Вопрос №42 R,C – фазовращатель

Представляет собой устройство, позволяющее получать регулируемое значение Dj между sin-ми Uвх входным и Uвых выходнымисигналами известной частичы w = 2Pf

2

Электрическая схема фазо вращателя

С  - неизмен ёмкость

R -  перемен резистор

сдвигается по фазе от по фазе Dj, зависящей от частоты   Dj = ( w, R, C )

Из схемы видно, что = 2 U_{ВЫХ R1} на одинаковых резисторах R₁ .

Напр-е U _R , U с сдвинуты по фазе в случае протекания по ней одинакового тока I  на угол (- П/2) I_C = I_R = I

Векторная диаграмма дей ствующих напряжений

Раствором циркуля равом по вел-не U _R1 проводится полуокружность, численный диаметр = действ-му

Вектор 4-3 определяет, что вектор действ–его Uвых

Dj между 12 и 34  опустим из 4 перпендикуляр на 23 = 5, а 45 = х  из рисунка следует D435

            (1)

Из D132 следует            (2)

Из D452 следует                 (3)

Из(3) получаем                   (4)

Подставим U_ВХ из (2)

          (5)

подставляя х в (1), получим

  (6)

С читается, что Uвых измеряется вольтметром с бесконечно большим сопративлением

I_C = I_R = I

По определению действительного значения U_R = IR ( R – перемен резистор)

U_С = IХ_С = I / wC  подставим  в (6)

Dj = 2 arctg RwC

Вопрос№43 Применение датчиков Хола.

Работа датчика

Пусть в однородное магнитное поле с индукцией помещена плоско параллельная пластина сделанная из метала или полупровадника.

Геометр. размеры датчика.

Из b выводы т.е. нанесены омические контакты.

Пусть слева на право протекает постоянный ток I. Для простоты считаем, что датчик сделан из полупроводника p – типа, в нем основные носители это дырки.

Удобство: за техническое движение I принимается + движ-ся частицы дыра, а они так же движутся с лева направо.

На движ-ся носителе в однородном магн. поле действует сила Лоренца, направление определяется правилом левой руки, под действием силы Лоренца передняя грань датчика станет более положительно заряженной чем задняя грань датчика, между гранями возникнет Холловская разность потенциалов (или Хол ЭДС U_х ). Её значение измен-ся, включая возникшее электрическое поле, которое препятствуетдейств силы Лоренца и через некоторое время между этими силами уст-ся равновесие, а U_х принимает некоторую устанавив-ся величину

Условие равновесия: U_х = f_л = f_ЭЛ                (1)                          [ E ] = B/м

f_л = l₀VB f_ЭЛ = l₀ U_х / b

l₀VB = l₀ U_х / b                (2)

среднюю дрейфовую скорость дырки можно выразить по изв. Ф-ле через плотность тока

J = l₀nV

Используя (3) можно определить один из параметров

                         (5)

применяется для измерения магн поля,

44) Тензорезистивный эффект. Тензо-датчик.

Тензорезистивный эффект наблюдается в некоторых проводниках электрического тока и заключается в изменении их сопротивления их  электрического сопр-я от механического U. U = отношению растягив. или сжимающей силы на площадь поперечного сечения датчика изменяется ввиде единичных лент из фольги  или же набора параллельных ленточных образцов причём сопротивление тензорезистора R определяется по закону