Файл: Электроннолучевой осциллограф.docx

1. 
   МИНОБРНАУКИ РОССИИ
   
2. 
   САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
   
3. 
   ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
   
4. 
   «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
   
5. 
   Кафедра Информационно-измерительных систем и технологий
   
6. 
   
   
7. 
   
   
8. 
   
   
9. 
   
   
10. 
    
    
11. 
    
    

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №4

12. 
    по дисциплине «Метрология»
    
13. 
    Тема: Электронно-лучевой осциллограф
    

Студент гр. 1402	__________	Усенко Д.В.
Преподаватель	__________	Комаров Б.Г.

Оглавление

1. 1. Введение

Тема работы: Электронно-лучевой осциллограф.

Цель работы  исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов различной формы.

Задание

1. Ознакомиться с органами управления осциллографа и аппаратурой, применяемой для его исследования.

2. Определить основные погрешности коэффициентов отклонения и коэффициентов развертки.

3. Определить характеристики нелинейных искажений изображения по осям Y и X.

4. Определить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) канала вертикального отклонения.

5. Измерить амплитудные и временные параметры сигналов по указанию преподавателя.

6. Оценить погрешности измерений, используя результаты исследования

---

осциллографа и его метрологические характеристики, указанные в описании.

1. 2. Спецификация применяемых средств измерений

Таблица 1. Спецификация средств измерений

Наименование средства измерений	Диапазон измерений, постоянные СИ	Характеристики точности, класс точности	Рабочий диапазон частот	Параметры входа (выхода)
Милливольтметр GVT-417B	300 мкВ… 100В Всего 12 пределов	Приведенная погрешность 3% (В)	20 Гц…200 кГц
Осциллограф универсальный GOS-620	Коэф. откл. 5 мВ/дел ... 5 В/дел, всего 10 значений; коэф. разв. 0,2 мкс/дел... 0,5 с/дел, всего 20 значений	3%	0...20 МГц	Rвх = 1МОм Свх = 25 пФ

3.1. Основные погрешности коэффициентов kо отклонений и коэффициентов kр развертки

Погрешности коэффициентов отклонения определяют при 1−2 его номинальных значениях 1, например при kо = (0,5; 1) В/дел. Для этого на вход 1 канала вертикального отклонения с ГС подают синусоидальный сигнал частотой 1 кГц и устанавливают такое его напряжение, при котором размер L2A изображения двойной амплитуды синусоиды составлял бы 6 (больших) делений сетки (для осциллографа GOS-620).

Действительный коэффициент * о k отклонений (В/дел; мВ/дел; мкВ/дел) определяется выражением:



Относительная погрешность коэффициента отклонения (в процентах):



Для определения действительного значения коэффициента развертки на вход осциллографа подается сигнал прямоугольной (или синусоидальной) формы с известным периодом Т. Действительный коэффициент развертки (с/дел; мс/дел; мкс/дел) определяется выражением:

---

Относительная погрешность коэффициента развертки (в процентах):

Коэффициент отклонения k0	L2A, дел	Uд, B	Действительный k0*	Относительная погрешность δk0, %
0,5	6	1,1	0,52	4
1,0	6	2,1	0,99	1

fген, кГц	n	LnТ , дел	kp мс/дел	kp*, мс/дел	δkp
1	1	5	0,2	0,2	0
1	3	6	0,05	0,056	12

1. 3.2. Определение характеристик нелинейных искажений изображения.

Эффекты искажения формы сигнала, вызванные нелинейностью функций преобразования напряжений и интервалов времени в соответствующие им размеры изображения сигналов на экране осциллографа, характеризуются максимальной нелинейностью амплитудной характеристики канала и максимальной нелинейностью развертки.

Нелинейность амплитудной характеристики канала вертикального отклонения (в процентах) оценивают отношением:



Нелинейность развертки (в процентах) определяют отношением:




3.3.

---

Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.
АЧХ канала вертикального отклонения определяют как зависимость размера LY изображения по оси Y амплитуды синусоидального сигнала на экране ЭЛТ от его частоты при неизменном напряжении сигнала на входе канала.

Рабочей полосой пропускания канала считают диапазон частот f, для которого неравномерность АЧХ не превосходит некоторой заранее установленной величины.

АЧХ удобно определять отдельно для областей верхних и нижних частот. В области верхних частот АЧХ начинают снимать с шагом 2 МГц: 1 кГц (начальная точка АЧХ), 2, 4 МГц, … до частоты, при которой амплитуда изображения сигнала упадет до величины порядка 0,5…0,7 от первоначально установленной при f0 = 1 кГц. Для уточнения верхней частоты f в рабочей полосы частот f осциллографа необходимо в районе предположительного спада АЧХ до 0,707 (3 дБ) дополнительно снять АЧХ с меньшим шагом изменения частоты входного сигнала.

В области нижних частот АЧХ определяют отдельно для закрытого (AC) и открытого (DC) входов канала вертикального отклонения. Поскольку нижняя частота fн рабочей полосы частот f для закрытого входа у осциллографов обычно находится в области единиц и первых десятков Гц.

1. 3.4. Применение осциллографа для измерения параметров сигналов..
   
   

Амплитуду сигнала (в вольтах) определяют из соотношения:

Относительная погрешность А измерения амплитуды:

Визуальную погрешность (в процентах) находят из соотношения:

Длительность временных параметров (периода, длительности импульса и т. п.) сигнала вычисляют по формуле:

Относительная погрешность t измерения временных параметров:

Погрешность в.д (в процентах) можно найти из формулы:

---

4. Вывод

В лабораторной работе 3 «Цифровые измерительные приборы» было проведено исследование метрологических характеристик цифровых приборов, а также их применение для измерения физических величин и оценка погрешностей результатов измерений. В ходе работы были измерены сопротивления магазина сопротивлений МСР-63, был построен начальный участок графика статической характеристики преобразования ЦИП в виде ступенчатой формы и был построен график абсолютной основной погрешности. Также была рассчитана абсолютная инструментальная погрешность и определена аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности соответственно. В работе были измерены сопротивления при различных диапазонах измерения, при увеличении которого погрешность значительно менялась (от 0,2% до 50,2%), из чего следует необходимость выбора меньшего, сходного с измеряемой величиной диапазона. Таким образом и были исследованы цифровые измерительные приборы.

2. 5. Список использованных источников

1. Метрология, стандартизация и спецификация: Методические указания к лабораторным работам / Под. ред. Б. Я. Авдеева. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008. 64 с.

2. Метрология: учеб.-метод. Пособие / под. ред. Е. М. Антонюка. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2019. 64 с.

---