Двулучевой электронный осциллограф и его применение, отчет по лабораторной

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Отчет

к лабораторной работе № 62

«Двулучевой электронный осциллограф и его применение»

	Выполнил студент группы ЭТ – 201 Электромеханического факультета Борисов В. В.

 

Санкт-Петербург

2004

Цель.

Знакомство с двухлучевым электронным осциллографом и примерами его применения для исследования периодических процессов.

Программа работы.

1. Ознакомление с осциллографом CI-55, включение его в сеть и подготовка к работе в режиме периодической развертки.

2. Получение осциллограммы синусоидального напряжения, измерение амплитуды и периода, вычисление погрешностей ЭО (поверка ЭО).

3. Получение осциллограммы исследуемого напряжения при открытом и закрытом входе ЭО, измерение постоянной и переменной составляющих, определение частоты переменной составляющей.

4. Получение осциллограмм напряжения и тока приемника, вычисление величины угла j, сопротивлений, мощностей, построение векторной диаграммы.

Таблица приборов.

Таблица 1. Измерительные приборы

Определение постоянной составляющей.

Чтобы определить постоянную составляющею надо схему входа ЭО переключить на открытую, тогда смещение по вертикали изображения на экране будет в соответствии с величиной и полярностью этой составляющей (осциллограммы показаны на рис.1). Так же по осциллограмме определяют частоту напряжения. Постоянную составляющею также определяют по МЭ вольтметру. Результаты исследования заносим в таблицу 2.

Таблица 2. Определение постоянной составляющей и частоты напряжения.

Записывают			Вычисляют
K0, В/дел	Kр, мс/дел	V0, B	Vx, B	T, мс	f, Гц	goU, %
2	2	5,2	5,1	9	111	1,96

,

Определение частоты исследуемого напряжения.

Метод сравнения с синусоидой известной частоты.

К входу УI ЭО подключаем образцовый генератор с изменяемой частотой. Изменяя частоту, добиваемся на экране ЭО равенство периодов синусоид (рис. 2). Когда периоды совпадут, частота исследуемого напряжения равна напряжению на выходе образцового генератора. В нашем случае f=100 Гц.

Определение частоты по фигурам Лиссажу.

Не отключая напряжения от входа YII, переключатель синхронизации ЭО переводят в положение «Вход Х». Соединяют проводниками потенциальный зажим выхода образцового генератора с гнездом ЭО «Вход I:I» и зажим «^» генератора и ЭО. Изменяя частоту образцового генератора, получаем на экране ЭО неподвижные фигуры и зарисовываем их (рис.4, 5, 6).

На фигурах Лиссажу проводят горизонтальную и вертикальную линии, подсчитывая число пересечений и определяем отношение частот f_x/f_УII.

 

рисунок 4                              рисунок 5                              рисунок 6

Для рисунка 4.

Из рисунка видно, что f_x/f_УII = 2/2 = 1. Следовательно при известном частоты образцового генератора f_x = 100 Гц, значение f_УII = f_x/1 = 100 Гц.

Для рисунка 5.

Из рисунка видно, что f_x/f_УII = 2/4 = 0,5. Следовательно при известном частоты образцового генератора f_x = 50 Гц, значение f_УII = f_x/0,5 = 100Гц.

Для рисунка 6.

Из рисунка видно, что f_x/f_УII = 4/2 = 2. Следовательно при известном частоты образцового генератора f_x = 200 Гц, значение f_УII = f_x/2 = 100 Гц.

Определение величины угла j, сопротивлений, мощностей.

 

Рисунок 7

Собирают схему (рис. 7) и получаем на экране две неподвижные синусоиды u(t) и i(t). Перерисовываем их на кальку (рис. 3). По осциллограмме определяем f, U_m, I_m, j. Результаты наблюдений и расчетов заносим в таблицу 3.

Таблица 3. Определение величены угла j, сопротивлений, мощностей.

Пример расчетов.

j = ψ_u – ψ_i = – ψ_i = -(l_j/l_T)×360⁰ = -(0,9/3,7)×360⁰ = -0,24×360⁰ = -86,4⁰

(отрицательное значение угла сдвига фазы указывает на емкостной характер реактивного сопротивления)

I_m = U_m/R₀ = 0,1/2 = 0,05, А

Z = U_m/I_m = 6,5/0,05 = 130 Ом

R = Z×cosj = 8,2 Ом

X = Z×sinj = 129,7 Ом

S = U_m×I_m/2 = 6, 5×0, 05/2 = 0,163 ВА

P = S×cosj = 0, 01 Вт

Q = S×sinj=0,163 вар

Векторные диаграммы U_m и I_m построены на рис. 8.

Вывод.

В результате проделанной работы ознакомились с двухлучевым электронным осциллографом и способами его применение в измерении различных параметров периодических процессов.

С помощью осциллографа можно измерить постоянную составляющую переменного тока, причем осциллограмма сместится относительно первоначального расположения вправо или влево в зависимости от знака постоянного напряжения (изменение закрытой схемы входа на открытую).

Осциллограф применяется для измерения частоты исследуемого напряжения с помощью образцово генератора частоты:

·  методом сравнения (сравнения синусоиды исследуемого напряжения с синусоидой  напряжения образцового генератора)

·  по фигурам Лиссажу.

Также с помощью осциллографа можно измерять напряжение и ток.