Файл: Лабораторная работа 4 исследование цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразованием цель работы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 70
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Примечание: проверкой устойчивой синхронизации является исчезновение развертки на экране при отключении синхроимпульса.
Установить линию развертки в нулевое положение и совместить начало развертки с началом координатной сетки на осциллографе.
5) Переключатель входа осциллографа поставить в положение DC для наблюдения и измерения сигналов с постоянной и переменной составляющими.
6) Подключить вход осциллографа к гнезду К2 лабораторного макета и изменением коэффициента отклонения по оси Y и длительности развертки установить импульсный сигнал блока управления удобным для наблюдения (длительность импульса должна составлять не менее половины экрана, амплитуда импульса не менее 3 делений). При дальнейшем снятии осциллограмм длительность развертки не изменять.
Зарисовать полученную осциллограмму.
7) Последовательно, подключая осциллограф к гнездам К3 – К11, снять и зарисовать полученные осциллограммы в одном временном масштабе, изменяя при необходимости коэффициент отклонения по оси Y. Временные диаграммы должны отражать форму, длительность импульсов и их относительный временной сдвиг.
7.2 Представление измеряемых напряжений в кодах, используемых в цифровом вольтметре.
Для выполнения п. 6.2 лабораторного задания необходимо перевести вольтметр в режим однократного запуска и, подав на его вход заданное напряжение, снять показания как в десятичном по цифровому табло, так и в двоично-десятичном коде по световым индикаторам двоично-десятичного счетчика. Затем установить поочередно два напряжения, из табл. 6.1, и записать их в десятичном и двоично-десятичном коде.
В десятич ном коде целое число может быть представлено в виде:
, (7.1)
где n – число разрядов,
ki - коэффициент, принимающий значения от 0 до 9.
Например, число 967 можно представить в виде:
967 = 9 · 102 + 6 · 101 + 7 · 100 .
В двоично-десятичном коде каждая цифра, входящая в целом числе представляется в двоичном коде и может быть представлена в виде:
, (7.2)
где ki - коэффициент, принимающий в двоичном коде значение 0 или 1.
Значит то же число 967 в двоично-десятичном коде может быть представлено:
9 = 1 · 23 + 0 · 22 + 0 · 21 + 1 · 20 = 8 + 0 + 0 + 1 /1001/
6 = 0 · 23 + 1 · 22 + 1 · 21 + 0 · 20 = 0 + 4 + 2 + 0 /0110/
7 = 0 · 23 + 1 · 22 + 1 · 21 + 1 · 20 = 0 + 4 + 2 + 1 /0111/,
или более кратко: 1001 0110 0111 (7.3).
По заданию для каждого полученного значения напряжения снять двоичный код каждой цифры с индикаторов состояний счетчика, записать его в виде (7.3), преобразовать его в десятичный и сравнить с показанием индикатора.
7.3 Определение влияния изменения частоты ГОЧ на показание вольтметра.
Для нахождения погрешности вольтметра, вызванной нестабильностью частоты ГОЧ, необходимо определить влияние изменения частоты на показание вольтметра. Эксперимент рекомендуется проводить в следующем порядке:
а) проверить калибровку вольтметра нажатием кнопки «КАЛИБР» при установленных переключателях П2 и П3 в положение 1; показание цифрового индикатора должно быть равно величине напряжения, указанного на передней панели с точностью ± 0,01 В;
б) подать на вход макета исследуемое напряжение, устанавливаемое при выполнении п. 6.1;
в) в режиме однократного запуска снять отсчет по индикатору U1 ;
г) установить переключатель П3 в положение 2 и снять отсчет по индикатору U2 ;
д) вычислить абсолютное и относительное изменение показаний
(7.4)
е) повторить измерение, изменив полярность входного сигнала.
Результаты эксперимента занести в табл. 7.1.
Табл.7.1
-
U1
U2
ΔUf
δUf
Определить относительное изменение частоты ГОЧ
, (7.7)
где f1 и f2 - значения частоты ГОЧ при положениях переключателя П3 в 1 и 2 соответственно.
Учитывая, что осциллографом проще измерять временные интервалы, чем частоту, перепишем выражение (7.7) в виде
, (7.8)
где T1 иT2 - значения периода сигнала ГОЧ при положении переключателя П3 в 1 и 2 соответственно.
Измерение T1 и T2 производится с помощью осциллографа для чего:
а) установить в осциллографе режим непрерывной развертки;
б) применить внутреннюю синхронизацию;
в) подать на вход осциллографа сигнал с контрольного гнезда К9;
г ) переключением коэффициента развертки (время/дел) и регулировкой синхронизации добиться на экране устойчивого изображения одного периода (не менее 5 см по горизонтали ) сигнала частоты ГОЧ и произвести отсчет длительности периода T1 и T2 в мм;
д) вычислить относительное изменение частоты по формуле (7.8).
Сравнить полученное значение изменения частоты с изменениями напряжения в табл. 7.1 и сделать вывод о влиянии нестабильности частоты квантующего генератора на погрешность измерения напряжений цифровыми вольтметрами. Предложите методы уменьшения данной погрешности.
7.4 Определение влияния наклона напряжения ГЛИН
на показание вольтметра.
Для выполнения п. 6.4 предварительно необходимо определить относительное изменение коэффициента наклона К пилообразного напряжения ГЛИН при переключении П2 из положения 1 в положение 2. Значения коэффициента Кможно определить с помощью осциллографа, для чего необходимо подать на его вход напряжение с контрольного гнезда К3 лабораторного макета и снять осциллограммы при обоих положениях переключателя П2 (рис. 7.1).
-Um
Рис. 7.1.
По полученной осциллограмме коэффициент наклона определяется по формуле
, (7.9)
где: А - размах пилообразного напряжения мм,
Ku- коэффициент отклонения по вертикали ,
tn - длительность прямого хода пилообразного напряжения , мм,
Kp - коэффициент развертки ,
Относительное изменение коэффициента наклона пилообразного напряжения определится
, (7.10)
где K1 и K2 – коэффициенты наклона линейно-изменяющегося напряжения при положениях 1 и 2 переключателя П2.
Поскольку размах пилообразного напряжения не меняется при переключении переключателя П2, коэффициент отклонения по вертикали и коэффициент развертки также не изменяются, то формула относительного изменения угла наклона будет представлена
, (7.11)
где tn1 и tn2 - длительности прямого хода линейно-изменяющегося напряжения при положениях 1 и 2 переключателя П2, измеренные по осциллографу в мм. Для более точного измерения крутизны наклона пилы необходимо, чтобы длительность пилообразного напряжения составляла 0,8-0,9 размера экрана осциллографа.
Определение абсолютного и относительного изменения показаний вольтметра за счет изменения наклона линейно-изменяющегося напряжения производится по методике, изложенной в п. 7.3 , с той лишь разницей, что изменяемым параметром является не частота ГОЧ, а наклон напряжения ГЛИН. В результате находится
. (7.12)
Результаты эксперимента занести в табл. 7.2.
Табл. 7.2
-
U1
U2
ΔUК
δUК
Сравнить полученное значение изменения коэффициента наклона линейно-изменяющегося напряжения с изменениями напряжения в табл. 7.2 и сделать вывод о влиянии нелинейности пилообразного напряжения ГЛИН на погрешность измерения напряжений цифровыми вольтметрами.
Предложите методы уменьшения данной погрешности.