mtr_lab2_blazhnovx

Министерство высшего и среднего специального образования РФ
Нижегородский Государственный Технический Университет
Им. Р. Е. Алексеева
Кафедра «Вычислительные системы и технологии»
Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация»
Отчет по лабораторной работе №2
по теме:
«Измерение динамических характеристик.
Осциллографические измерения»
Выполнил: студент
группы 10-В-2
Блажнов И.Д.
Проверил:
Макаров Н.Н.
Нижний Новгород, 2012г
1. Цель работы:
Изучение и освоение приемов работы с осциллографом, а также практическое применение
методики измерения динамических параметров сигнала.
2. Описание материальной базы измерения.

Генератор сигналов низкочастотный Г3–112 представляет собой источник синусоидального
(основной режим) и прямоугольного (дополнительный режим) сигналов; предназначен
для исследования,
настройки
и испытаний
систем
и приборов,
используемых
в радиоэлектронике, связи, автоматике, вычислительной и измерительной технике,
приборостроении.

Осциллограф С1-67 предназначен для визуального наблюдения формы электрических
сигналов и измерения их параметров.

Учебный макет.
3. Метрологические характеристики измерительных приборов.
Генератор Г3-112 (справочная информация о приборе).
Назначение генератора сигналов.
Генератор сигналов низкочастотный Г3–112 представляет собой источник синусоидального (основной режим)
и прямоугольного (дополнительный режим) сигналов и предназначен для исследования, настройки и испытаний систем
и приборов, используемых в радиоэлектронике, связи, автоматике, вычислительной и измерительной технике,
приборостроении.
Параметры
Значения
Диапазоны частот
от 10 Гц до 10 (6 поддиапазонов с плавной
перестройкой)
Дискретность
I поддиапазон ... 10 – 100 Гц
II поддиапазон ... 100 – 1000 Гц
III поддиапазон ... 1 – 10 кГц
IV поддиапазон ... 10 – 100 кГц
V поддиапазон ... 100 кГц – 1 МГц
VI поддиапазон ... 1 – 10 МГц
Основная погрешность установки частоты
не превышает ± (2 + 30 / fн) % в диапазоне от 10 Гц до
1 МГц (I – V поддиапазоны) и ± 3 % в диапазоне от 1
МГц до 10 МГц (VI поддиапазон), где fн –
установленное по шкале значений частоты в Гц
Дополнительная погрешность установки частоты, обусловленная
изменением температуры окружающего воздуха в рабочем интервале
температур
не превышает ± 5 х 10-3fн (± 0,5 %) на 10 °С
Нестабильность частоты
± 4 х 10-4fн (± 0,04 %) за любые 15 минут работы;
за любые 3 часа работы
Дополнительная погрешность установки частоты при изменении
не превышает ± 1 х 10-3fн (± 0,1 %), в диапазоне частот
сопротивления нагрузки от значения холостого хода до максимального до 1 МГц (I – V поддиапазоны) и ± 1,5 х 10-2fн (± 1,5 %)
значения или при регулировке выходного напряжения в пределах от 5
В до 1,25 В (- 12 дБ) при сопротивлении нагрузки (50 ± 0,5) Ом
от 1 до 10 МГц (VI поддиапазон)
Наибольшее значение опорного уровня выходного напряжения
синусоидального сигнала при сопротивлении нагрузки (50 ± 0,5) Ом
не менее 5 В и не менее 10 В без нагрузки
Номинальное значение выходного сопротивления генератора
сигналов
(50 ± 5) Ом
Изменение выходного напряжения, обусловленное изменением
напряжения питания на ± 10 % для сети частотой 50 Гц и на 5 %
для сети частотой 400 Гц
не превышает ± 1 %
Изменение выходного напряжения, обусловленное изменением
температуры окружающего воздуха в интервале рабочих температур
не превышает ± 1 % на 10 °С
Нестабильность выходного напряжения за любые 3 часа работы
не превышает ± 1 %
Неравномерность уровня выходного напряжения в диапазоне частот
относительно уровня на частоте 1000 Гц не превышает
± 1,5 % от 20 Гц до 100 кГц (I – IV поддиапазоны);
± 6 % от 100 кГц до 10 МГц ( IV, V поддиапазоны)
Погрешность ослабления каждого из аттенюаторов на основном
выходе генератора при синусоидальном сигнале и сопротивлении
нагрузки (50 ± 0,5) Ом не превышает
± 0,5 дБ в диапазоне частот от 10 Гц до 1 МГц;
± 0,8 дБ в диапазоне частот свыше 1 МГц до 10 МГц
Коэффициент гармоник при наибольшем опорном уровне выходного
напряжения на сопротивлении нагрузки (50 ± 0,5) Ом не превышает
0,3 % на частотах от 100 Гц до 100 кГц (II –
IV поддиапазоны);
0,5 % на частотах от 10 до 100 Гц (I поддиапазон) и от
100 до 200 кГц (V поддиапазон);
1 % на частотах от 200 кГц до 1 МГц (V поддиапазон);
4 % на частотах от 1 – 10 МГц (VI поддиапазон)
В генераторе сигналов предусмотрен режим внешней синхронизации синусоидальным сигналом. Полоса синхронизации
при значении напряжения синхронизирующего сигнала 1 В не менее ± 0,5 % от установленной частоты генератора сигналов.
Входное сопротивление генератора сигналов в режиме синхронизации (50 ± 5) кОм.
Генератор сигналов обеспечивает сигнал прямоугольной формы (меандр) в диапазоне частот от 10 Гц до 1
МГц со следующими характеристиками:
размах напряжения сигнала не менее 10 В на нагрузке (50 ± 0,5) Ом и не менее 20 В без нагрузки;
скважность сигнала составляет (2 ± 0,2) в диапазоне свыше 100 кГц до 1 МГц;
длительность фронта и среза прямоугольного сигнала при сопротивлении (50 ± 0,5) Ом не превышает 50 нс.
ПРИМЕЧАНИЕ. Время непрерывной работы не включает в себя время установления рабочего режима прибора. Время
перерыва до повторного включения после непрерывной восьмичасовой работы не менее 15 мин.
Мощность, потребляемая прибором
не более 60 ВА
Рабочие условия эксплуатации
температура окружающей среды - от минус 10 до 50 °С;
относительная влажность воздуха - до 80 %
атмосферное давление - 60 – 106 кПа (450 – 800 мм рт.
ст.)
Габаритные размеры
312 х 133 х 328 мм
Масса
8 кг
ОСЦИЛЛОГРАФ C1-67
Предназначен для визуального наблюдения формы электрических
сигналов и измерения их параметров.
ОБЩИЕ ПАРАМЕТРЫ
Количество лучей(каналов) ЭЛТ
Однолучевой
Диапазон измеряемых напряжений
28 мВ – 200 В
Диапазон измеряемых интервалов времени
0,2 мкс – 0,2 сек
Полоса пропускания
0 – 10 Мгц
Время нарастания ПХ
35 нсек
Погрешность измерения амплитуды сигнала
Не более 5 %
Погрешность измерения интервалов времени
Не более 5 %
дополнительная погрешность выносного делителя 1 :10
Не более 10%
дополнительная погрешность интервалов времени в
диапазоне 0,2... 0,4 мкс
Не более 5%
Выброс на ПХ
Не более 10%
Ширина линии луча
0,6 мм
Рабочая площадь экрана по горизонтали
60 мм
Рабочая площадь экрана по вертикали
42 мм
Напряжение питающей сети
220 В 50 Гц
115 В 400 Гц
Потребляемая мощность
45 ВА
Диапазон рабочих температур
-30 + 50 град С
Габаритные размеры
274 Х 206 Х 440 мм
Масса
10 кг
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА Y
Чувствительность каналов 1 и 2
10 мВ/дел – 20 В/дел
Входное сопротивление канала
1 Мом
Входная емкость канала
40 пф
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА X
Длительность развертки минимальная
0,1 мкс/дел
Длительность развертки максимальная
20 мсек/дел
Амплитуда сигналов внешней синхронизации
0,5 – 20 В
Диапазон частот внешней синхронизации
5 гц – 10 Мгц
Входное сопротивление внешней синхронизации
1 Мом
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА Z
Диапазон частот канала
20 гц – 2 Мгц
Диапазон входных напряжений
2 – 60 В
Входное сопротивление канала
10 Ком
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА КАЛИБРОВКИ
Частота сигнала калибровки
Меандр 2 Кгц
Напряжение сигнала калибровки
0,06 или 0,6 В
4. Методика расчета параметров сигнала.
Чтобы использовать осциллограф для измерения, необходимо точно знать фактическое значение
чувствительности и скорости развертки.
На практике это делают так.
При помощи ручек «Усиление плавно» и «Скорость развертки плавно» добиваются того, чтобы
физическая чувствительность и скорость равнялись обозначенным на переключателях. По сетке на
экране подсчитывают число делений отклонения от нулевого уровня изображения в интересующей
точке.
Величину напряжения считают по формуле:
Напряжение = чувствительность x число делений.
Временной интервал подсчитывают по формуле:
Время = скорость развертки x число делений.
5. Наблюдение формы сигнала и измерение параметров динамического сигнала.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
5. Вывод.
В ходе данной работы мы изучили и освоили приемы работы с осциллографом, а также
практическое применение методики измерения динамических параметров сигнала.
Сняв динамические параметры сигналов с различных схем мы получили соответствующие
изображения на экране осциллографа.