Сделай Сам Свою Работу на 5

Лабораторная работа Л-01-2

Исследование влияния на показание вольтметра частоты и формы кривой измеряемого напряжения

 

Цель работы:изучение влияния неинформативных параметров сигнала измеряемой величины на показания комбинированного аналогового прибора при измерении напряжения переменного тока.

 

Задачами лабораторной работы являются:

– изучение функциональной электрической схемы и метрологических характеристик комбинированного аналогового прибора в режиме измерения переменного напряжения;

– проведение эксперимента по определению влияния частоты измеряемого напряжения на показания прибора и оценивание частотной погрешности;

– проведение эксперимента по определению влияния формы кривой измеряемого напряжения на показания прибора;

– расчёт действительного значения напряжения по показаниям вольтметра при известной форме кривой измеряемого напряжения.

 

Используемое оборудование:

- комбинированный аналоговый прибор (тестер);

- функциональный генератор сигналов (сигналы ‑ синусоидальный, пилообразный и импульсный прямоугольной формы);

- источник постоянного напряжения.

Подготовка к работе

 

1.1 Изучите теоретический материал, относящийся к данной работе по литературе [1, С. 104-109] и [2, С. 176-179] и описание работы.

1.2 Подготовьте ответы к тесту (Приложение 2).

1.3 Действие аналоговых комбинированных приборов в режиме измерения переменных напряжений основано на преобразовании с помощью полупроводниковых диодов измеряемого переменного напряжения в ток, регистрируемый магнитоэлектрическим измерительным механизмом, отсчёт по шкале которого производится в значениях измеряемой величины.

Электрические схемы аналоговых комбинированных приборов в режиме измерения переменного напряжения приведены на рисунке 1, где ИМ –магнитоэлектрический измерительный механизм, Rд – добавочное сопротивление, VD1...VD4 – полупроводниковые диоды, U1, U2, U3 – пределы измерений. U1<U2<U3.

U~
ИМ
VD1
Rим
+ −
Rд
VD2
R=Rим
а)
б)
R1
VD1
VD2
ИМ
VD3
VD4
+ −
R2
R3
U1
U2
U3



Рисунок 1 Электрические схемы аналоговых комбинированных приборов в режиме измерения переменного напряжения

а) - однополупериодная схема выпрямления, б) - двухполупериодная схема выпрямления

 

В однополупериодной схеме (рисунок 1, а) ток через ИМ, включенный последовательно с диодом VD, протекает только в один полупериод переменного напряжения u(t). В отрицательный полупериод, когда VD1 заперт и его сопротивление велико, ток протекает через диод VD2, включенный параллельно ИМ. Диод VD2 защищает диод VD1 от пробоя. Для уравнивания сопротивлений параллельных ветвей последовательно со вторым диодом включен резистор R, номинальное сопротивление которого должно быть равно сопротивлению цепи измерительного механизма Rим. Подвижная часть магнитоэлектрического измерительного механизма из-за её инерционности при частотах выше 20 Гц не успевает следить за мгновенным значением измеряемого сигнала и поэтому реагирует на средневыпрямленное значение (рисунок 2, а):

В двухполупериодной схеме выпрямления (рисунок 1, б) среднее значение тока через ИМ увеличивается вдвое по сравнению со значением тока при однополупериодном выпрямлении. В положительный полупериод ток проходит через VD1, ИМ, диод VD3. В течение отрицательного полупериода ток проходит через диоды VD2, VD4 и ИМ, т.е. ток через ИМ проходит в одном и том же направлении в оба полупериода (рисунок 2, б).

t
i(t)
а)
б)
u,i(t)
u(t)
i(t)
Iср в
t
u,i(t)
u(t)
Iср в
T

Рисунок 2 Формы кривых напряжения и тока при однополупериодном (а) и двухполупериодном (б) выпрямлении

Следовательно, показания прибора будут пропорциональны

Среднеквадратическое значение переменного напряжения U определяется как положительный квадратный корень из суммы квадратов мгновенных значений напряжения за период сигнала:

. (2)

Связь между среднеквадратическим и средневыпрямленным значением осуществляется через коэффициент формы


где для двухполупериодного выпрямления определяется по формуле (1).

Коэффициент формы для синусоидального напряжения равен 1,11 (см. Приложение 1).

При измерении напряжений и токов неинформативными параметрами сигнала измеряемой величины являются частота и форма.

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.