Файл: Отчет по лабораторной работе 7 по дисциплине Метрология и электрорадиоизмерения.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчеты по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 14

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет

(национальный исследовательский университет)»

Высшая школа электроники и компьютерных наук

Кафедра «Конструирование и производство радиоаппаратуры»

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 7

по дисциплине «Метрология и электрорадиоизмерения»

Проверил:

Л.П. Кудрин___________

«___» ___________ 2022 г.

Авторы отчета:

студент группы КЭ – 311

Безносова А.В.

Казанцева А.А.

Попов А.А.

_____________

«___» ___________ 2022 г

Челябинск

2022

  1. Цель работы



Исследовать влияние формы измеряемого напряжения на показания электронных вольтметров с различными типами детекторов.


Получить практические навыки измерения среднего квадратического, амплитудного (пикового), средневыпрямленного значений напряжений различных форм вольтметрами различных типов.

  1. Исследуемые приборы



В данной работе будут исследоваться различные модели вольтметров переменного напряжения с различными детекторами, которые преобразует переменное напряжение, подаваемое на вход вольтметра, в постоянное напряжение, равное амплитудному, среднему квадратическому или средневыпрямленному значению и это напряжение подлежит измерению. Соответствующие детекторы носят названия амплитудный (пиковый), среднеквадратический и средневыпрямленный. Чаще измеряют среднее квадратическое значение напряжения, так как этот параметр связан с мощностью, нагревом, потерями.
Исследуемые модели:

  • Вольтметр переменного напряжения В7-26;

  • Милливольтметр В3-38;

  • Импульсный вольтметр В4-2;

  • Вольтметр универсальный В7-78/1.


Для их исследования будет использоваться генератор переменного напряжения различной формы и осциллограф GDS-806C.


Типы детекторов и градуировка шкалы приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1 – Детекторы и градуировка шкал приборов

Тип вольтметра
Тип детектора
Градуировка шкалы

В3-38
СВЗ
СКЗ синусоидального сигнала

В7-26
Пиковых значений
СКЗ синусоидального сигнала

В7-78/1
СКЗ
СКЗ

В4-2
Пиковых значений
Значения амплитуды

Пояснение к таблице 1: СВЗ – Средневыпрямленное напряжение значение, СКЗ - среднее квадратическое значение, пиковое – амплитудное.

  1. Результаты измерения и обработка полученных данных


В ходе работы мы подали на вольтметры, зафиксированное с помощью осциллографа пиковое напряжение 10 В. Оно и будет являть отправной точкой для расчетов других уровней переменного напряжения. Но прежде укажем, каким именно образом можно рассчитать остальные значения напряжения при различных формах.
Для этого используются коэффициенты амплитуды и формы , поскольку они постоянны и не зависят ни от амплитуды, ни от формы.

Коэффициент амплитуды вычисляется по формуле 1:
= (1)
где – пиковое значение напряжения, В;

– среднее квадратическое значение напряжения, В.
Из формулы (1) можно вывести формулы для нахождения обоих напряжений:

Для пикового значения напряжения
. (2)
Для среднее квадратического значения напряжения U:
= . (3)
Коэффициент формы вычисляется по следующей формуле (4):
Кф = , (4)
где – среднее квадратическое значение напряжения, В;

– средневыпрямленное значение напряжения, В.
Из формулы (4) можно вывести формулы для нахождения обоих напряжений:

Для среднее квадратического значения напряжения U:

= . (5)
Для средневыпрямленного значения напряжения
= . (6)
Также можно воспользоваться таблицей 2.
Таблица 2 – Коэффициенты для определения уровня напряжения

Тип детектора вольтметра
Градуировка шкалы
Определяемый уровень

Амплитудное

значение
СКЗ
СВЗ

Амплитудный
СКЗ синусоидального сигнала
1,41
1,41/

1,41/( )

Среднего квадратического значения СКЗ
СКЗ синусоидального сигнала


1
1/

Средневыпрямленного значения СВЗ
СКЗ синусоидального сигнала
0,9

0,9

0,9

Пиковый импульсного вольтметра
Пиковые (амплитудные) значения
1
1/

1/( )


Отметим, что выведенные формулы эквиваленты коэффициентам, приведенным в таблице 2. Так же наконец-то оговорим, чему равны коэффициенты амплитуды и формы для различных форм сигнала. Они приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Величины коэффициентов для различных форм сигнала

Форма
Изображение




Синусоидальная



1,41
1,11

Пилообразная




1,73
1,16

Трапецеидальная



1,23
1,09

Прямоугольная



1,00
1,00

Далее разберем относительную погрешность. Она вычисляется по формуле (7):

, (7)где – измеренные или вычисленные значения напряжений, В;
– соответствующие истинные значения напряжения, В.

Теперь мы можем перейти к расчетам истинных значений, т. е. значений, полученных при заданном пиковом U = 10 В, и значений для вольтметров.
Для расчета истинных значения возьмем и заданное значение и перемножим его с коэффициентами амплитуды и формы, чтобы получить и U.
В качества примера рассчитаем и U для синусоидального сигнала. Воспользуемся формулами (3) и (6), подставим в них имеющиеся значения, и получаем:

=
= ,
= =
Далее найдём для пилообразного:

= = ,

= =
После вычисления всех истинных значений занесем их в таблицу 4.

Таблица 4 – Истинные значения напряжения

Форма сигнала
U, В
В
В

Синусоидальная
7,09
6,39
10,00

Пилообразная
5,78
4,98
10,00

Трапецеидальная
8,13
7,46
10,00

Прямоугольная
10,00
10,00
10,00


Перейдем к вычислению уровней напряжения для различный вольтметров и форм сигнала.
С вольтметра В7-26, в котором используется тип детектора - пиковые значений и градуировка шкалы - СКЗ синусоидального сигнала, мы снимание измеренное значение синусоидального сигнала соответствует СКЗ синусоидального сигнала. Тогда для того, чтобы получить СКЗ других сигналов, нам сперва необходимо найти их пиковое значение по формуле (2), но мы берём – то есть синусоидального сигнала и значения СКЗ полученное при измерении определенной формы.

Например, рассчитаем U, для прямоугольного сигнала:


Смотрите также файлы