Контрольно-измерительная аппаратура в лаборатории промышленной электроники, страница 2

Эталонный генератор подключают к пластинам Х, а сигнал U_C (неизвестной частоты) к пластинам У.

Если F_C = F_Э, то на экране ЭЛТ будет прямая линия (при синфазности сигналов) или эллипс, если имеется сдвиг фаз.

Если есть небольшое отличие частот, изображение будет вращаться вправо или влево.

При значительной разности частот на экране возникает сложная фигура, называемая фигурой Лиссажу. Эту фигуру рассекают двумя перпендикулярными линиями (X и У), не проходящими через узлы фигуры (рис.5), и подсчитывают количество пересечений этих прямых с фигурой, По отношению числа пересечений и по известной частоте F_Э определяется частота исследуемого сигнала:

Фигуры Лиссажу можно использовать и при определении фазовых сдвигов двух сигналов. Усиление по каналам Х и У регулирует так, чтобы на экране изображение по осям У и Х были одинаковыми (при равных частотах сигналов).

Круг соответствует фазовому сдвигу в 90°, прямая - 0 или 180°, если оси эллипса совпадают с направлением осей У и X, то фазовый сдвиг  равен 90°, если не совпадает, то угол сдвига можно вычислить по формуле  (рис.6).

3. Электронные вольтметры

Предназначены для измерения постоянного и переменного напряжений.

Электронные вольтметры бывают стрелочные с магнитоэлектрическим прибором и цифровые.

Различают электронные вольтметры постоянного тока, переменного тока и комбинированные, последние позволяют измерять напряжения и сопротивления.

Вольтметры постоянного тока имеют структурную схему, в которой делитель устанавливает пределы измерения, УПТ (усилитель постоянного тока) усиливает сигнал.

Вольтметры переменного тока имеют две основные структурные схемы:

с детектором (рис.8) и с предварительным усилением (рис.9).

Детектор преобразует переменное напряжение в постоянное, УПТ усиливает его.

Входное устройство - делитель напряжения, определяющий предел измерения, усилитель усиливает сигнал, детектор преобразует переменное напряжение в постоянное, которое подается на стрелочный индикатор.

Вольтметры первого типа имеют широкий диапазон частот (до 10⁹ Гц), но низкую чувствительность (0,5 В) вольтметры второго типа наоборот имеют высокую (5-10 мкВ) чувствительность,  но более узкий диапазон частот              (до 30 МГц =3 10⁷ Гц) из-за трудности создания более широкополосных усилителей.

Низкая чувствительность в вольтметрах первого типа объясняется тем, что при малых входных напряжениях снижается коэффициент передачи детектора вследствие нелинейности вольтамперной характеристики применяемого в нем диода (А) (рис. 10)

Вольтметры постоянного и переменного тока позволяют создать универсальные вольтметры, которые могут измерять и постоянное и переменное напряжение, а также величины емкости, индуктивности, активного сопротивления.

4. Измерительные генераторы

Служат источниками синусоидального и импульсного напряжения и применяются для исследования и настройки электронной аппаратуры.

Измерительные генераторы делятся по форме выходного напряжения (синусоидальное, прямоугольное, треугольное, пилообразное и др.) и по диапазону вырабатываемых частот (низкая частота 10³Гц – 10⁷ Гц, высокая частота 10⁵ гц - 10¹¹ Гц).

5. Вопросы к защите лабораторной работе

5.1. Электронные осциллографы. Назначение, структурная схема.

5.2. Канал вертикального отклонения, назначение блоков.

5.3. Канал горизонтального отклонения, назначение блоков.

5.4. Генератор развертки и усилитель синхронизации, назначение блоков.

5.5. Типы режимов работы генератора развертки. Их назначение.

5.6. Измерение частоты методом Лиссажу.

5.7. Измерение фазовых сдвигов.

5.8. Электронные вольтметры. Назначение, классификация. Структурные схемы.

5.9. Измерительные  генераторы. Назначение, классификация. Структурная схема НЧ генератора.

6. Практическая часть

6.1. Передняя панель генератора ГЗ-53.

6.2. Универсальный вольтметр.Назначение. Подключение к исследуемой схеме. Панель индикации.

6.3. Настройка канала вертикального отклонения осциллографа. Назначение.

6.4.Универсальный вольтметр.Настройка на измерение переменного напряжения в автоматическом режиме.

6.5. Настройка осциллографа на измерение переменного напряжения. Определить амплитуду и частоту сигнала.

6.6. Передняя панель вольтметра универсального.

6.7. Настройка блока горизонтальной развертки в осциллографе. Назначение горизонтальной развертки.

6.8. Настройка вольтметра универсального на измерение  сопротивления в автоматическом режиме.

6.9. Генератор ГЗ-53.Назначение. Подключение к схеме. Предельные параметры генератора.

6.10. Установить параметры сигнала на генераторе ГЗ-53 (частота, напряжение).