Методическая разработка д ля самостоятельной работы студентов по лабораторному практикуму по дисциплине метрология, стандартизация - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методическая разработка по дисциплине «Современные пенсионные системы»... 2 731.46kb.
Методическая разработка для проведения практического занятия 1 104.68kb.
Методическая разработка по дисциплине «Практика оценки предприятия» 4 1037.04kb.
Методическая разработка к практическому занятию по учебной дисциплине 1 299.14kb.
Учебно-методический комплекс по дисциплине " разработка и стандартизация... 3 370.46kb.
Методическая разработка для студентов всех специальностей дневной... 1 511.64kb.
Методическая разработка деловой игры 1 40.76kb.
Методические рекомендации к организации самостоятельной работы студентов... 1 211.8kb.
Метрология, стандартизация и сертификация (л) 318(2) Федин С. 1 27.26kb.
Методическая разработка сценарий Профессиональной игры «Брейн ринг»... 1 99.14kb.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «история башкортостана»... 7 2252.98kb.
От составителей 4 456.92kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Методическая разработка д ля самостоятельной работы студентов по лабораторному практикуму - страница №1/1

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ СССР
КУЙБЫШЕВСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ КАФЕДРА ЛС и ИТС

Одобрено Советом

факультета МЭС

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА Д

ЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СТУДЕНТОВ ПО ЛАБОРАТОРНОМУ

ПРАКТИКУМУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

“МЕТРОЛОГИЯ , СТАНДАРТИЗАЦИЯ

И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ "

часть 2


Составили:

ассистент Витевская С.А.

к.т.н.,доц,Косова А,Л.

Рецензент:


к.т.н. .доц.Марнелов Д.Л.

ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Задания охватывают выборочно три раздела курса. Они направ­лены на вовлечение студентов в самостоятельную работу, позволяю­щую глубже освоить знания. Если основные положения и примеры решения задач, помещенные в методической разработке, окажутся недо­статочными для выполнения заданий, необходимо воспользоваться ос­новным учебником и рекомендуемыми кафедрой дополнительными источ­никами.

Во вторую часть входят очередные три задания. Выбор варианта задания определяется двумя последними цифрами номера студенческого билета mn , где m. - предпоследняя, n - последняя цифры.

4. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НАЛОГОВЫМИ ВОЛЬТМЕТРАМИ

4.1. Основные положения

Для характеристики переменного напряжения используют следующие параметры:


  1. Среднее значение (постоянная составляющая) U0

(4.1)



где - площадь, занимаемая кривой напряжения .

2) Средневыпрямленное значение UCB



(4.2)


  1. Среднеквадратическое (действующее, эффективное) значение


(4.3)

Для несинусоидального напряжения, разложенного в ряд Фурье, т.е.



(4.4)

Среднеквадратическое значение напряжения получается равным (4.5)

4) Максимальное (амплитудное, пиковое) значение Um -наиболь­шее мгновенное значение напряжения на интервале наблюдения, на периоде для периодических сигналов.

Б соответствии с ГОСТ 16465-70 термины "амплитудное", "пиковое", "действующее" и "эффективное" значения сигнала являются недопустимыми.

Перечисленные параметры связаны между собой посредством следующих коэффициентов:

Формы (4.6)

Амплитуды (4.7)
усреднения
Для того, чтобы рассчитать эти коэффициенты необходимо:


  1. записать математическую модель исследуемого напряжения U(t)

  2. вычислить UCB по (4.2) и UCK по (4.3) или (4.4) ;

  1. подставить полученные значения в выражения (4.6) ÷ (4.8).

Для того, чтобы найти показания различных типов аналоговых вольтметров при подаче на их вход переменных напряжений необходи­мо:

I) записать математическую модель измеряемого напряжения U(t)

2) учесть тип входа вольтметра; при закрытом входе вычислить по (4. 1) среднее значение сигнала U0 и записать

(4.9)

3) вычислить напряжение, на которое откликается вольтметр


Uотк ;

4) найти показание вольтметра U на основании Uотк и коэффициента градуировки С


U=c Uотк (4.10)

Значения Uотк и с для различных типов аналоговых вольтмет­ров можно определить по табл. 4.1.




Тип вольтметра

Магнито. электрич.

М/Э


Электро. Магн.

Э/М


Электро-динам.

Э/Д


Электро-статич.

Э/С


Термо-

электр.


Т/Э

Выпрями-тельный

В/1


В/2

Средне-квадроти-ческое

СК


Средне-выпрям-леное

знач.


СВ

Импульс-ного

ИВ


Универ-сальный

УВ


Тип преобразователя

-

-

-

-

средне-квадр. знач.

средне-выпр.

знач.


средне-квадр. знач.

средне-выпр.

знач


макс. знач.

макс. знач.

Значение напряжения, в котором отградуирован вольтметр Uотк

U0


UCK


UCK


UCK


UCK


UCB


UCK


UCB


Um


Um



Значение напряжения, в котором отградуирован вольтметр гра

U0

UCK

UCK

UCK

UCK

UCK

UCK

UCK

Um

UCK

Значение коэффициента градуировки

1

1

1

1

1

2,22В/1

1,11В/2


1

1,11

1

0,71

*

В/1 - выпрямительный с однополупериодной схемой выпрямления



В/2 - выпрямительный с двуполупериодной схемой выпрямления

4.2. ЗАДАЧА

Определить I) коэффициенты формы и амплитуды дня заданной фор­мы напряжения (табл.4.2, рис.4.1 а-к);

2) найти показания вольтметров двух типов (табл.4.3)

Таблица 4.2


m

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

рис.4.1

а

б

в

г

д

е

ж

з

и

к

Т, мкс

60

16

75

36

40

10

24

60

40

30

τ, мкс

15

4

25

12

40

5

12

30

20

30

Um, B

6

12

8

4

2

10

16

20

14

18

Таблица 4.3



n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Типы: вольт-метров

1

М/Э

Э/М

Э/Д

Э/С

Т/Э

М/Э

Э/М

Э/Д

Э/С

Т/Э

2

СК/0

В/1

В/2

СВ/0

ИВ/3

ИВ/0

УВ/0

УВ/3

СК/0

СВ/0

I0 – открытый вход

Iз - закрытый вход

Решение задачи приводится подробно, с соответствующими поясне­ниями. Исходные данные к результаты решения представляются в таб­лице, аналогичной табл. 4,4.


Рис 4.1


4.3. ПРИМЕР РЕШШИЯ ЗАДАЧИ ВАРИАНТА mn

В соответствии с вариантом mn требуется определить:

I) коэффициенты Кф и КА для формы напряжения на рис.

рис.4.2


Um= 10 В ; τ = 4 мкс ; Т =8 мкс

2) найти показания вольтметров типа М/Э и СК/3.

Для решения задачи запишем математическую модель измеряемого напряжения

(4,11)

Для вычисления КФ до (4.6) и КА по (4.7) требуется найти UCB и UCK

Подставим (4.11) в (4.2),получаем

(4.12)

Учитывая симметричность функции, можно определить площадь за интервал Т и полученный результат удвоить* т.е. вместо (4,12) можно записать

(4.13)

Иначе, зная, что определенный интеграл численно равен пло­щади под кривой функции на интервале интегрирования, UCB можно найти как две площади треугольника, т.е.



Естественно UCB , найденные двуыя способам и, совпадают. Наиболее удобный способ вычисления UCB определяется видом U(t), С учетом изложенного UCK можно определить так

(4.14)

Подставив исходные данные, получаем UCK = 5,78 В Тогда коэффициент формы получается равным



Для коэффициента амплитуды в соответствии с (4.7) равен


Определим показания заданных вольтметров.

I. Магнитоэлектрический вольтметр откликается на среднее значение сигнала,т.е. UОТК =U0 и градуируется также в этих значениях, т.е. С= 1 (табл. 4.1). Тогда показание этого вольт­метра



Подставив (4.11) в (4.1), можно вычислить U 0- Заданный сигнал U(t) рис.4.2 симметричен относительно оси времени, поэ­тому сразу можно сделать вывод о том, что U0 = 0 и U1=0.

Вторым вольтметром является среднеквадратичный вольтметр с закрытым входом.

Так как у заданного сигнала постоянная составляющая отсутст­вует, то тип входа вольтметра значения не имеет.

Данный вольтметр откликается на среднеквадратическое значение градуируется в этих значениях, т.е. С=1 (табл. 4.1), поэтому оказание данного вольтметра равно

Исходные данные и результаты решения сведем табл.4.4.
Таблица 4.4.

Исходные данные и результаты решения варианта




Форма напряжения

Параметры напряжения

Значения коэффициентов

Показания вольтметров

рис.4.1

τ мкс

Т мкс

Um B

U0 B

UCB B

UCK B

КФ

КА

м/э U1

ск/з U2

4

8

10

0

5

578

1,16

1,73

0

5,78

5. ИЗМЕРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОСЦИЛЛОГРАММЫ

5.1. Основные положения

Для получения осциллограммы следуемого сигнала необходимо уп­равлять движением электронного пучка на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) в горизонтальном и вертикальном направлениях. Под действием сигнала, который подается на канал вертикального откло­нения " Y " электронный луч движется в вертикальном направлении. При линейной развертке в канале горизонтального отклонения гене­ратор развертки вырабатывает пилообразное напряжение. Под дейст­вием генератора линейной развертки луч движется в горизонтальном направлении.

При одновременном действии сигнала на "Y " пластины и генера­тора развертки на " X " пластины луч движется по сложной траекто­рии, описывая на экране ЭЛТ форму сигнала. Для того, чтобы изобра­жение сигнала на экране было неподвижным, необходимо, чтобы соблю­далось равенство:


где


ТР - период пилообразного напряжения генератора развертка;

TС - период сигнала,

К - число, показывающее сколько периодов сигнала уклады­вается в периоде развертки.

При линейной развертке на экране ЭЛТ получаем изображение сиг­нала, как функцию времени. При определении различных параметров сигнала (частоты, фазы) употребляется синусоидальная развертка. Для ее получения в осциллографе нужно отключить генератор развертки и на вход “ X “ подать синусоидальное напряжение, На экране получим фигуру Лиссажу.

Если известна частота сигнала, поданного на вход “Y”, то можно определить частоту сигнала поданного на вход " X "и наобо­рот по формуле :

Если на вход " X " и " Y " подать сигналы равных частот, то в зависимости от сдвига фаз между сигналами на экране ЭЛГГ получим частный случай фигуры Лиссажу: эллипс, круг, наклонная прямая. При равных частотах и сдвиге фаз равном 90° на экране будет круг. Кру­говую развертку часто используют для измерения частоты сигнала. Меньшую по величине частоту fx подают на вход " Y" " и со сдвигом в 90° на вход "X ". Большую по величине частоту подают на вход " Z " (модулятор яркости). На экране получится круг в виде яркостных меток. Измеряемую частоту можно рассчитать по фор­муле:



Где:


n. - количество яркостных меток.

5.2. Задача

Построить графически осциллограмму при линейной развертке, ес­ли известно, что на вход " Y " осциллографа с одинаковой чувст­вительностью к отклонению по вертикали и горизонтали приложено напряжение.

Напряжение и период развертки (Тр) в канале "X" равны




Временем обратного хода луча можно пренебречь. Значения А, В, φ, К берутся из табл. 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1.

m

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

2

1

4

1

3

2

1

4

3

2

φ,град

180

90

0

270

90

0

180

90

270

180

Таблица 5.2.

n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

B

6

4

8

3

6

4

6

8

6

4

K

1

0.5

2

1

2

1

2

1

2

0.5

5.3. Пример решения задачи варианта mn

Дано:


(5.1)
(5.2)
(5.3)
Построить осциллограмму при линейной развертке.

Решение :

1) Выбрать произвольно масштаб и построить напряжение развертки Up ( t ).

2) Построить U0 ( t ). , учитывая, что в том же масштабе должно уложиться 2 периода ( К = 2) напряжения сигнала.

3) Графически построить осциллограмму (рис. 5.1)




Рис. 5.1. Осциллограмма при линейной развертке

Правило построения осциллограммы. Разбейте оси времени t на равные промежутки, соответствующие экстремумам синусоиды, и обозначьте их одинаковыми цифрами. Точки, обозначенные одинаковы­ми цифрами и соответствующие Up и Uc , сносите пунктирными линиями до тех пор, пока они не пересекутся. Точки пересечения обозначьте теми же цифрами. Изображение на экране осциллографа получится путем последовательного соединения точек пересечения.

5.4 Задача


1. По фигуре Лиссажу определить измеряемую частоту fизм, если известна образцовая частота fобр и вход осциллографа,

на который она подана.

2. Начертить структурную схему измерения частоты методом кру­говой развертки, указав на какой вход нужно подать fизм и fобр и построить ожидаемую осциллограмму.

Значения образцовой частоты и вид фигура Лиссажу берутся из таблиц 5.3 и 5.4.


Таблица 5.3

m

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

fx Гц

1200




3600




6000




8400




10800




fy Гц




2400




4800




7200




9600




12000

Таблица 5.4.



n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Вид фигуры Лиссажу































5.5. Пример решения задачи варианта mn

Дано:


1.Определить

2. Построить ожидаемую осциллограмму при круговой развертке.


Решение

1. Пересечение фигуры Лиссажу осями X и Y (через узлы не пересекать!).

Определим количество точек пересечения :

nY=3 , nX=1

Из формы определим частоту

2. При круговой развертке на ходе X и Y подается меньшая частота fобр=3000Гц. На выход Z большая часть Zизм=9000Гц. Ожидаемая осциллограмма.




6. УРОВНИ ПЕРЕДАЧИ

6.1. Основные положения

В телекоммуникациях широко используются безразмерные логарифмические единицы - уровни передачи.

Различают абсолютные нулевые уровни, абсолютные, относитель­ные и измерительные уровни передачи.

1. Абсолютные нулевые уровни установлены для активных мощно­стей P0= 1мВт, для кажущихся мощностей - 1 мВА. Абсолютные нуле­вые уровни по напряжению и току соответственно равны


(6.1)
При RH=R0=600 Ом имеем

U0=0,775 B и I0=1,29 mA

2. Абсолютные уровни выражаются через абсолютные нулевое уровни следующим образом:

по напряжению


(6.2)
по току
(6.3)
по мощности
(6.4)
3. Относительные уровни напряжения , тока и мощности определяются логарифмами отношений
(6.5)
где U1, I1, P1 – напряжение, ток и мощность в какой либо точке измерений 1;

U2, I2, P2- напряжение, ток и мощность в точке2.

Относительный уровень можно определить через абсолютные


4. Измерительный уровень определяется как абсолютный уровень напряжения в измеряемой точке цепи, если к ее входу подведено напряжение с уровнем 0 дБ.
6.2. Задача

Определить абсолютные уровни сигнала по напряжению LU , току LI и мощности Lp на выходе четырехполюсника, нагружен­ного на активное сопротивление RH (табл.6.1). значение напряже­ния на нагрузке четырехполюсника равно uh (табл.6.2).



Таблица 6.1.

m

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RH, Ом

150

1300

480

600

750

540

1000

360

820

2200


Таблица 6.2.

n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

UH, В

1,8

2,6

0,9

1,4

2,1

3,6

1,6

1,3

2,0

2,4

Решение задачи излагается подробно, с соответствующими пояс­нениями. Исходные данные и результаты решения свести в таблицу, аналогичную табл.6.3.



6.3. Пример решения задачи варианта mn

В соответствии с вариантом mn известны RH=200 Ом, UH=1,5 В.

Так как RH ≠600 Ом необходимо определить абсолютные нулевые уровни по току



по напряжению

Тогда абсолютный уровень по напряжению будет равен


по току


по мощности


Все уровни получилось одинаковым т.к. их можно представить в виде


Исходные данные и результаты решения сведены в табл. 6.3.

Таблица 6.3.

варианта

RH, Ом

UH, B

LU, дБ

LI, дБ

LP, дБ

mn

200

1.5

10.5

10.5

10.5



izumzum.ru