Высокочастотные амперметры
Схемы, принцип действия, погрешности высокочастотных амперметров. Характеристика основных видов разверток и синхронизаций в универсальном электронно-лучевом осциллографе. Цифровые измерители сопротивления, индуктивности, емкости: схемы, принцип действия.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.02.2016 |
Размер файла | 117,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
[Введите текст]
1
Содержание
Высокочастотные амперметры: схемы, принцип действия, погрешности
Характеристика основных видов разверток и синхронизаций в универсальном электронно-лучевом осциллографе
Эсч при измерении частоты свч сигналов: схема, принцип действия, погрешности
Цифровые измерители сопротивления, индуктивности, емкости: схемы, принцип действия
Аналоговые измерители спектральной плотности мощности случайного сигнала (метод фильтрации, по корреляционной функции): схемы, принцип действия
Задачи
Список литературы
Высокочастотные амперметры: схемы, принцип действия, погрешности
В цепях тока высокой частоты следует учитывать степень согласования волнового сопротивления передающего канала с сопротивлением нагрузки, возможность утечки тока через паразитные емкости и явления резонанса. Когда размеры канала передачи и длина волны сигналов высокой частоты соизмеримы, то при неполном согласовании волнового сопротивления цепи с нагрузочным сопротивлением вдоль линии возникают стоячие волны тока и напряжения: следовательно, токи в разных точках цепи будут иметь разные значения и показания амперметра будут разными в зависимости от места его включения. Этим объясняется то, что количество достаточно точных, простых и удобных в эксплуатации средств измерения тока на радиочастотах незначительно. Это объясняется как неравномерностью распределения тока в отдельных элементах цепи, так и влиянием распределенных индуктивностей и емкостей, в диэлектриках, скин - эффекта и т.д. Возникающие при этом трудности бывают настолько велики, что приходится прямые методы измерения тока заменять косвенными: измерять падение напряжения на образцовом резисторе или потребляемую им мощность и т.п.
В соответствии с вышеизложенными замечаниями амперметр переменного тока во многих случаях можно представить в виде эквивалентной схемы:
Где RА - внутреннее активное сопротивление амперметра;
LА и СА - индуктивность и емкость его внутренней цепи;
С10, С20 - емкости амперметра относительно земли.
Из рассмотрения схемы следует:
а) с увеличением частоты значение реактивных сопротивлений прибора возрастает, а это может влиять на величину измеряемого тока;
б) при некоторой резонансной частоте контура LА - СА - RА в схеме наступает резонанс, и поэтому при частоте измеряемого тока f = f0 или близкой к f0 ток в измеряемой цепи может сильно отличаться от тока в катушке амперметра.
Из формулы следует, что чем меньше индуктивность и емкость между зажимами 1 и 2 амперметра, тем выше собственная резонансная частота прибора f0 и тем выше рабочая частота f , при которой можно измерять ток. Явлением резонанса в цепи амперметра можно пренебречь, если f0 превышает f не менее чем в 10 -12 раз.
Наличие паразитных емкостей амперметра С10, С20 относительно земли вызывает токи утечки, величина которых тем больше, чем больше частота измеряемого тока и паразитные емкости. Токи утечки вносят в измеряемую цепь дополнительную реактивную составляющую, искажают режим ее работы, вносят погрешности в показания амперметра. Амперметр нужно включать в месте наименьшего потенциала измеряемой цепи относительно земли. В этом случае емкость С10 закорочена заземленным проводом, а через емкость С20 ток утечки очень мал, так как возникает под влиянием незначительной разности потенциалов между зажимами амперметра 1 и 2.
при измерении переменных токов наиболее часто пользуются преобразователями переменного тока в постоянный; преобразованный ток измеряют измерительным механизмом магнитоэлектрической системы. Это приборы выпрямительной (детекторной) и термоэлектрической систем.
Большое распространение получили выпрямительные амперметры с линейными детекторами. В основу их работы полжены одно- или двухполупериодные схемы выпрямления.
При однополупериодном выпрямлении (рис 1) ток через измерительный механизм ИМ проходит только в течение половины периода, обратная полуволна пропускается выпрямителем Д2. Такая схема амперметра не нарушает режима работы цепи и предохраняет выпрямитель Д1 от пробоя.
При двухполупериодном выпрямлении (рис 2) выпрямленный ток проходит через прибор каждый полупериод. Чувствительность таких приборов выше, и в отличие от приборов с однополупериодным выпрямлением они позволяют правильно измерять токи, содержащие постоянную составляющую.
В сочетании с шунтами схема двухполупериодного выпрямления образует различные измерительные цепи выпрямительных амперметров. Часто количество выпрямительных элементов сокращают, заменяя их резисторами. При этом уменьшается зависимость показания прибора от изменения окружающей температуры, но снижается чувствительность схемы и увеличивается потребление энергии. Схему (рис 3) удобно применять при измерении больших токов, так как в ней в каждый полупериод одно из сопротивлений R выполняет роль шунта. Подбирая необходимые значения R , можно получить любой верхний предел измеряемого тока.
Схема на рис 5 позволяет с помощью трансформатора Тр отделить цепь измеряемого тока от цепи измерителя; к недостаткам этой схемы следует отнести наличие трансформатора и возможность измерения только переменной составляющей тока.
Во всех выпрямительных схемах ток через измерительный механизм ИМ протекает в одном направлении и создает вращающий момент с мгновенным значением.
При помощи выпрямительных приборов можно измерять среднее значение переменного тока, а их шкалы могут быть отградуированы в средних значениях для любой формы кривой измеряемого тока. Обычно выпускаемые промышленностью выпрямительные амперметры градуируются в действующих значениях для синусоидальной формы кривой. Если такими приборами измерять несинусоидальные токи, то их показания будут иметь дополнительные погрешности. Из-за нелинейности вольтамперных характеристик выпрямителей шкалы выпрямительных приборов в начальной части сжаты.
Миллиамперметры обычно изготовляются без шунтов. Амперметры снабжаются шунтами, которые не только уменьшают ток в измерительном механизме и плотность тока в выпрямителях, но используются и для компенсации погрешностей от температуры и частоты, а также для создания многопредельных амперметров.
Характеристика основных видов разверток и синхронизаций в универсальном электронно-лучевом осциллографе
Электроннолучевой осциллограф является универсальным измерительным прибором широкого назначения. При его помощи можно визуально наблюдать и документально фиксировать непрерывные и импульсные электрические процессы, непериодические, случайные имгновенные одиночные явления. В зависимости от формы напряжения, приложенного на отклоняющие пластины, развертка бывает линейная и синусоидальная. Если развертывающее напряжение подается на обе пары пластин, то названия разверток соответствуют форме получающейся при этом фигуры: круговая, эллиптическая, спиральная. Наибольшее применение в измерительной технике находят линейная, синусоидальная и круговая развертка, реже используется спиральная. Все развертки могут быть непрерывными и ждущими. Для изучения непрерывных периодических процессов развертывающее напряжение также может быть непрерывным, при наблюдении непериодических или периодических импульсных процессов с большой скважностью применяется так называемая ждущая развертка. Она отличается от непрерывной тем, что развертывающее напряжение подается на пластины трубки только тогда, когда на вход осциллографа поступает синхронизирующий сигнал (импульс). При отсутствии последнего развертка не работает.
Линейная развертка - наиболее распространенный вид. Напряжение этой развертки имеет форму пилообразного импульса, т.е. возрастает пропорционально времени, и поэтому луч с равномерной скоростью движется по экрану осциллографа. Увеличение напряжения прекращается в момент достижения лучом края экрана. В этот момент оно мгновенно уменьшается до нуля, и луч также мгновенно перебрасывается к противоположному краю экрана трубки. Далее процесс повторяется, и луч чертит на экране трубки прямую - линию развертки.
Напряжение развертки, как правило, подается на пластины Х, и поэтому линия развертки получается горизонтальной. В зависимости от того, нарастает или спадает пилообразное напряжение, луч устанавливается у левого или у правого края экрана и разворачивается слева направо или наоборот. Развертка будет линейной, если в пределах ее длительности пилообразное напряжение изменяется пропорционально времени.
где Апл - высота пилообразного напряжения, фпл - его длительность
Если на пластины Y подается напряжение исследуемого сигнала UY , то луч получает дополнительные отклонения по вертикали в функции времени: UY = f(t). Осциллограмма неподвижна только в том случае, если длительность развертки равна или кратна периоду Т сигнала.
Рассмотренная линейная непрерывная развертка пригодна для наблюдения периодических непрерывных сигналов и последовательностей импульсов с малой скважностью, т.е. с большим коэффициентом заполнения.
Осциллографирование импульсов большой скважности, а также непериодических и однократных процессов осуществляют, применяя линейную ждущую развертку. При ждущей развертке исследуемый сигнал и напряжение развертки в виде одиночного и пилообразного импульса синхронно поступают на пластины Х и У соответственно. Длительность и скорость развертки должны соответствовать аналогичным параметрам сигнала.
Для того чтобы на экране осциллографа воспроизводился передний фронт исследуемого сигнала, нужно импульс развертки подать на пластины Х несколько раньше, чем исследуемый сигнал на пластины У.
Синусоидальная развертка. При синусоидальной развертке на пластины Х подается гармоническое напряжение. Если на пластинах У напряжения нет, на экране трубки получается горизонтальная линия - линия развертки. Каждый полупериод напряжения развертки вызывает перемещение луча вправо и влево со скоростью, изменяющейся по синусоидальному закону. Следовательно, синусоидальная развертка является нелинейной. амперметр синхронизация осциллограф сопротивление
Фигуры на экране осциллографа неподвижны только в том случае, если периоды (и частоты) приложенных напряжений относятся друг к другу, как целые числа: Тх/Ту = n/m. Это объясняется тем, что за промежуток времени Т = mTx = mTy периоды обоих напряжений повторяются целое число раз и луч возвращается в исходное положение. Устойчивость осциллограммы тем лучше, чем меньше n и m, а полная ее неподвижность получается только при равенстве или кратности частот. При нецелочисленном отношении частот изображение перемещается по экрану. Если отношение частот близко к целому числу, перемещение происходит медленно и можно наблюдать осциллограмму, принимающую разные очертания. В случае сильного различия частот фигура перемещается так быстро, что на экране видны лишь ее следы, сливающиеся в сплошной светящийся прямоугольник, стороны которого пропорциональны амплитудам отклоняющих напряжений.
Круговая (эллиптическая) и спиральная развертки
Для получения круговой развертки гармоническое напряжение
u=Usinщt подводится к фазорасщепляющей (на 900)цепи RC, с которой подаются на обе пары пластин напряжения uх=Uхsinщt и uy=Uysin(щt+р/2).
Эти напряжения создают на экране трубки фигуру Лиссажу в виде эллипса или окружности. По виду этой фигуры развертку называют эллиптической или круговой
Круговая развертка получается при одинаковых максимальных отклонениях луча по горизонтали и по вертикали. Чтобы облегчить выполнение этого условия, элементы фазорасщепляющей цепи должны удовлетворять равенству R=1/щC. Точная установка линии развертки в виде окружности достигается регулировкой сопротивления резистора R. При круговой развертке луч совершает один оборот за время, равное периоду развертывающего напряжения, а количество оборотов в секунду численно равно частоте развертывающего напряжения в герцах. Исследуемое напряжение подается по каналу Z на модулятор трубки или на второй анод. В первом случае осциллограмма имеет вид штриховой окружности, во втором - зубчатой. Применение круговой развертки обеспечивает относительное увеличение времени наблюдения и уменьшение погрешности отсчетов. Еще большее увеличение времени наблюдения получается при спиральной развертке. Спиральную развертку можно осуществить одновременным воздействием на амплитуды напряжения круговой развертки периодическим пилообразным напряжением; амплитуды будут изменяться во времени по линейному закону от 0 до Ux и Uy, а луч будет описывать архимедову спираль. Длительность пилообразного напряжения должна быть кратна периоду гармонического напряжения круговой развертки, в противном случае неподвижную осциллограмму получить невозможно. Спиральная развертка часто осуществляется в ждущем режиме.
Виды синхронизации: Синхронизирующее устройство предназначено для принудительной установки периода (или длительности) развертки, равного или кратного периоду (или длительности) исследуемого сигнала. В режиме ждущей развертки синхронизация осуществляется коротким запускающим импульсом, который формируется из исследуемого сигнала или напряжения внешнего источника. Для этого предусматривается усилитель синхронизирующего напряжения и триггер, формирующий запускающие импульсы; при такой схеме запуск генератора развертки не зависит от формы запускающих сигналов. Иногда триггер в цепи синхронизации отсутствует, тогда на выходе усилителя предусматривается дифференцирующая цепочка для получения коротких запускающих импульсов. На выходе усилителя обеспечивается необходимая величина и полярность этих импульсов независимо от величины и полярность их на входе. В большинстве современных осциллографов генератор развертки имеет в своем составе триггер управления, воздействуя на который можно осуществить синхронизацию и в режиме непрерывной развертки. В некоторых осциллографах генераторы развертки работают в автоколебательном режиме, и для их синхронизации в схему вводится напряжение Uсин синхронизирующей частоты. Синхронизация тем лучше, чем частота генератора развертки ближе к частоте напряжения синхронизации. Синхронизация достигается и при кратности частоты синхронизации, т.е. когда последняя в целое число раз больше частоты генератора развертки. Такая синхронизация называется синхронизацией на субгармониках. Устойчивость синхронизации зависит от значения синхронизирующего напряжения: нужно устанавливать минимальное, при котором осциллограмма неподвижна. Синхронизация периодической развертки осуществляется исследуемым сигналом, напряжение внешнего источника или напряжением питающей сети. Переход от одного вида синхронизации к другому осуществляют переключением входа синхронизации на одно из трех положений: "Внутренняя", "внешняя" или "от сети".
Наиболее употребительной является внутренняя синхронизация, напряжение для которой снимается с усилителя канала вертикального отклонения. При этом создаются наиболее благоприятные условия наблюдения, так как сигнал даже при нестабильности его частоты "ведет" за собой частоту развертки и осциллограмма остается неподвижной. Синхронизация от сети используется для исследования процессов, частота которых равна или кратна 50 Гц.
ЭСЧ при измерении частоты СВЧ сигналов: схема, принцип действия, погрешности
Упрощенная структурная схема электронно-счетного частотомера имеет вид:
Входное устройство состоит из делителя напряжения и широкополосного усилителя, при помощи которых устанавливают входное напряжение такого значения, какое необходимо для нормальной работы следующего узла - формирующего устройства. Кроме того, входным устройством обеспечивается требуемое входное сопротивление и соответствующая форма частотной характеристики. Обычно входное сопротивление составляет 10-50 кОм при частотах до 10 МГц и 50 Ом при более высоких. При необходимости повышения входного сопротивления первый каскад усилителя выполняют на электронной лампе по схеме катодного повторителя, выходное сопротивление которого согласуют с входным следующего каскада на транзисторе.
Формирующее устройство служит для преобразования непрерывного переменного напряжения в последовательность импульсов определенной формы и величины, обеспечивающих нормальную работу селектора и счетчика. Высота импульсов и крутизна их фронтов практически не меняются при изменении частоты и амплитуды входного напряжения в пределах, установленных техническими характеристиками данного частотомера. Здесь же при надобности осуществляется коммутация полярности импульсов при измерении их частоты следования. Для формирования прямоугольных импульсов с крутыми фронтами и постоянной амплитудой применяют триггер Шмита, усилители-ограничители и специально разработанные для этой цели схемы на туннельных диодах.
Ключ предназначен для пропускания импульсов на счетчик в течение известного интервала времени - времени счета. Время открытого состояния ключа и работы счетчика определяется точно калиброванным импульсом, формирующимся в цепи управления напряжением внутреннего опорного генератора с кварцевой стабилизацией.
Кварцевый резонатор и часть деталей генератора заключают в термостат, в котором поддерживается постоянная температура с точностью 0,5 градуса. Такое постоянство температуры и соответствующая схема генератора обеспечивают суточную нестабильность частоты от5*10-7 до 1*10-8 . Частоту обычно выбирают равной 1 МГц, и потому длительность калиброванного импульса равна 10-6 с. Если за это время на счетчик пройдет 10 импульсов, то очевидно, что измеряемая частота
При большом числе сосчитанных импульсов точность измерения увеличивается, поэтому после кварцевого генератора включают делители частоты, на выходах которых образуются частоты, в 10n (n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)раз меньше частоты генератора, т.е. 100 кГц, 10кГц, 1кГц, 100Гц, 10Гц, 0,1Гц. Длительность калиброванного импульса, открывающего ключ, увеличивается во столько же раз, и, следовательно, время счета можно устанавливать равным от 10-5 до 10 с соответственно. Кроме калиброванного импульса времени счета, в цепи управления вырабатываются импульса для автоматического сброса показаний и установления времени индикации. При ручном управлении длительность времени индикации не ограничена.
Выражение для определения относительной погрешности измерения частоты электронно-счетным частотомером имеет вид:
отношение является относительной нестабильностью времени счета, зависящей в основном от относительной нестабильности частоты опорного кварцевого генератора .С хорошим приближением можно считать
Величина N есть абсолютная погрешность дискретного счета, возникающая вследствие неполной синхронности работы цепи формирования времени счета. Эта погрешность проявляется в возможности потери одного знака младшего разряда, т.е. не превосходит 1. Погрешность носит случайный характер, и вероятность ее появления уменьшается с увеличением измеряемой частоты и времени счета. Таким образом, максимальная относительная погрешность измерения частоты
Для измерения частоты СВЧ сигналов используется гетеродинный преобразователь с понижением частоты.
В счетчике с гетеродинным преобразованием с понижением частоты высокочастотный входной сигнал подается на смеситель, где взаимодействует с высокостабильным сигналом от внутреннего источника. Этот внутренний сигнал получается путем умножения частоты генератора селективных импульсов и подачи полученного напряжения на генератор гармоник, который генерирует набор частот с интервалом ft между ними. Типовые значения ft лежат в пределах от 10 до 500 МГц. Одна из этих частот, N ft затем выделяется перестраиваемым фильтром и направляется в смеситель. Именно разностная частота поступает с усилителя на блок счета.
Значение N выбирается в приборе автоматически. Выбор начинается со значения N = 1 и затем продолжается, последовательно пробегая все значения, с помощью перестраиваемого фильтра, пока сигнал на выходе усилителя не попадает в полосу прибора. Соответствующее значение N учитывается и к зарегистрированному значению (fi - N·ft) добавляется ft , после чего на дисплее отображается искомая входная частота f.
Автоматическая регулировка усиления обеспечивает помехозащищенность системы, так как регистрируется только максимальный сигнал в полосе пропускания усилителя.
Цифровые измерители сопротивления, индуктивности, емкости: схемы, принцип действия
Разработаны и выпускаются мосты для измерения сопротивлений, емкостей,
и индуктивностей с представлением результата измерения в цифровой форме.
Уравновешивание моста постоянного тока осуществляется переключением сопротивлений в плечах при помощи электронных ключей. Последние управляются индикатором разбаланса моста. После приведения моста в равновесие состояние электронных ключей соответствует значению измеряемого сопротивления в некотором коде.
Уравновешивание моста переменного тока осуществляется по двум составляющим раздельно. Одним из вариантов работы является поочередное получение минимального значения выходного напряжения моста по каждой составляющей. Измерение индуктивности и емкости выполняется на частоте 1000 Гц с погрешностью с 0,2 и 0,1% соответственно. Время измерения составляет 0,03-2 с.
Добротность колебательного контура можно определить, наблюдая за процессом свободных затухающих колебаний, вызванных воздействием одиночного импульса на контур. Огибающая свободных колебаний, как известно, имеет вид экспоненты:
При наблюдении следует ограничиться интервалом времени, равным произведению периода и количества периодов колебания NT, тогда формула примет вид:
Положив N = Q, получаем
Отсюда следует, что если сосчитать количество колебаний от первого с амплитудой U1 до N - го с амплитудой 0,0433 U1, то показание счетчика будет численно равно добротности измеряемого контура.
Одна из возможных структурных схем цифрового измерителя добротности имеет вид:
Напряжение генератора импульсов с низкой частотой следования заряжает конденсатор Соб до напряжения U1, которое через линейный усилитель поступает на пороговое устройство 1, открывающее селектор, и далее на счетчик импульсов. Затем начинается процесс свободных колебаний, количество периодов которых фиксируется на счетчике до тех пор, пока амплитуда не достигнет величины 0,0433 U1. При этом значении напряжения срабатывает пороговое устройство 2, закрывающее селектор и прекращающее счет импульсов. Показание счетчика сбрасывается через некоторое время, определяемое линией задержки, и процесс повторяется. Для четкой работы счетчика затухающие колебания преобразуются в формирующем устройстве (после селектора) в импульсную форму. Погрешность цифрового куметра зависит только от точности срабатывания порогового устройства 2, и поэтому она значительно выше (примерно на порядок), чем у резонансных.
Сопротивление резисторов и емкость конденсаторов также можно измерять методом дискретного отсчета. Принцип измерения заключается в определении интервала времени t, пропорционального постоянной времени
ф=RC; здесь R - измеряемое сопротивление, С - образцовая емкость или R - образцовое сопротивление, С - измеряемая емкость. Разряд конденсатора через резистор протекает в соответствии с выражением:
Через время Т = RC напряжение
Следовательно, если определить интервал времени Т, в течение которого напряжение U1 уменьшается до 0,3769 своей величины, то задача будет решена.
Прибор с цифровым отсчетом для измерения R или С работает следующим образом
Источник постоянного напряжения U при положении 1 переключателя П быстро заряжает конденсатор С через ограничительный резистор R 3 до напряжения U1. При перебросе переключателя в положение 2 напряжение U1 поступает на вход 3 сравнивающего устройства, на выходе которого повторяется импульс, открывающий селектор; через последний начинают проходить на счетчик импульсы, сформированные из колебаний высокочастотного генератора fг с кварцевой стабилизацией. Одновременно начинается разряд конденсатора С через резистор R. На вход 4 всегда поступает опорное напряжение U0 = 0,3769 U1, поэтому, когда при разряде конденсатора напряжение на входе 3 становится равным опорному на входе 4, сравнивающее устройство вырабатывает импульс, воздействующий на цепь управления селектором так, что последний закрывается и счет импульсов прекращается. Если через счетчик прошло N импульсов, то очевидно, что RC=NTг=N/ fг
или
Знаменатели здесь постоянные и искомые величины прямо пропорциональны показаниям счетчика N. Погрешность измерений такими приборами составляет 0,1 - 0,2%.
Аналоговые измерители спектральной плотности мощности случайного сигнала (метод фильтрации, по корреляционной функции): схемы, принцип действия
Для измерения корреляционных и взаимно корреляционный функций стационарных эргодических сигналов необходимо осуществлять перемножение и усреднение полученного произведения двух сигналов, один из которых задержан относительно другого на интервал времени ф. Эти операции выполняют при помощи приборов - коррелометров.
Энергетический спектр W(f) характеризует распределение мощности случайного сигнала по спектру частот. Измерение можно выполнить многими методами, наиболее распространенными из которых являются методы фильтрации и корреляции.
Метод фильтрации является прямым и заключается в последовательном выделении узкополосным фильтром участков спектра исследуемого сигнала, в которых можно полагать энергетический спектр постоянным, и в измерении средней мощности на каждом участке. Тогда приближенно энергетический спектр:
W(f)=P1(f)/(2?f), Вт/Гц
Где f- средняя частота узкополосного фильтра, 2?f - его полоса пропускания.
Прибор, основанных на этом методе, представляет собой анализатор спектра, состоящий из панорамного устройства, при помощи которого можно наблюдать на экране электроннолучевой трубки спектр исследуемого сигнала. Исследуемый периодический сигнал сложной формы поступает через входное устройство на смеситель, к которому подводится напряжение генератора качающейся частоты. Линейное изменение частоты во времени производится изменением напряжения генератора развертки. Вследствие этого отклонение электронного луча по горизонтали пропорционально отклонению частоты от среднего значения и горизонтальная ось является осью частот. На выходе смесителя образуются напряжения комбинационных частот. Составляющие, частота которых лежит в полосе пропускания усилителя промежуточной частоты, усиливаются и после детектирования в квадратичном детекторе и усиления в видеоусилителе поступают на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. Таким образом, отклонение луча по вертикали пропорционально мощности определенной узкой полосы спектра исследуемого сигнала.
Корреляционный метод измерения энергетического спектра является косвенным и заключается в измерении корреляционной функции R(ф) и вычислении функции W(f) . Следует иметь в виду, что из-за ограниченности интервала времени при измерении корреляционной функции результат вычисления энергетического спектра представляет собой грубую оценку, а иногда может быть и неверным. Вообще погрешности измерения характеристик случайных сигналов значительно более опасны, чем погрешности измерения детерминированных сигналов. Если в последнем случае характер сигнала известен и погрешности в основном определяются применяемой измерительной аппаратурой, то при измерении случайного сигнала главными являются методические погрешности. Зависящие от характера сигнала, его динамического диапазона, ширины спектра, выбора времени усреднения, числа выборок, интервала времени между выборками.
Измерение осложняется тем, что в большинстве случаев характер случайного сигнала точно неизвестен и приходится выбирать метод и аппаратуру для измерения характеристик предполагаемой модели сигнала. В процессе измерений эта модель уточняется и соответственно должны выбираться более подходящие методы и приборы.
В результате измерения случайного сигнала всегда получают оценки его характеристик, а не их точное значение.
ЗАДАЧИ
Задача 4.1.7
Показания электронного вольтметра, который имеет детектор средневыпрямленного значения с открытым входом и шкалу, проградуированную в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения, при подаче на его вход напряжения в виде последовательности прямоугольных однополярных видеоимпульсов с амплитудой 10В, составило 2В. Определить скважность этой последовательности.
Решение
Амплитудное значение сигнала равно:
Uср = 2·Umax /р = 6,4 В
Найдем коэффициент заполнения,
К = Uд/Uср = 2В/6,4В = 0,31
А скважность - это величина обратная коэффициенту заполнения, т.е.
Q = 1/К = 1/0,31 = 3,2
Ответ: Скважность последовательности импульсов равна 3,2
Задача 4.2.7.
При измерении индуктивности катушки используется метод дискретного счета. Рассчитать максимальное значение абсолютной погрешности дискретности, если частота счетных импульсов 1 МГц, а сопротивление образцового резистора 1 кОм.
Решение:
Дано: f = 1Мгц, Rо = 1 кОм
Индуктивность определяется: Lx = N/Rо ·f = 1/1000·106 = N·10-9
Д = 10-9
Ответ: погрешность дискретности равно 10-9
Задача 4.3.7
Измерение периода гармонического напряжения осуществляется методом дискретного счета. Какова должна быть частота счетных импульсов при измерении периода Ти = 100 мкс, чтобы относительная погрешность дискретности не превысила значения дg = 10-3 .
Решение:
Частота измеряемого гармонического напряжения равна:
F = 1/Tи = 1/100·10-6 =10000 Гц
Относительная погрешность
дg = ДТх/Тх
Тх = ДТх /дg = 100·10-6/10-3 = 0,1с
Частота счетных импульсов равна f = 1/Tх = 1/0,1 = 10 Гц
Ответ: частота счетных импульсов должна быть 10 Гц
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения. - М.,Энергоатомиздат, 1983
2. Усатенко С.Т. Основы электроизмерительной техники - Киев 1985
3. Мирский Г.Я Радиоэлектронные измерения. - М.,Энергия, 1975
4. Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения. - Минск:Высшая школа, 1986
5. Илюхин А.А.Радиоизмерения. Пособие по изучению дисциплины - Москва 2004
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основные особенности принципа действия конденсационной электростанции, принцип работы. Характеристика Ириклинской ГРЭС, общие сведения. Анализ структурной схемы проектируемой электростанции. Этапы расчета технико-экономического обоснования проекта.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.11.2012Расчет тока в индуктивности и напряжения на конденсаторе до коммутации по схеме электрической цепи. Подсчет реактивного сопротивления индуктивности и емкости. Вычисление операторного напряжения на емкости с применением линейного преобразования Лапласа.
контрольная работа [557,0 K], добавлен 03.12.2011Возникновение короткого замыкания на участке цепи. Принцип действия максимальной токовой защиты. Принцип действия токовой отсечки. Погрешности измерительных органов защит и разброс времени срабатывания выключателей. Зависимые характеристики срабатывания.
реферат [91,7 K], добавлен 23.08.2012Устройство, принцип действия и назначение электронно-коммутируемого вентилятора со встроенной электроникой. Его преимущество и испытание работы. Отличие синхронных и асинхронных двигателей. Принцип пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора.
лабораторная работа [889,3 K], добавлен 14.04.2015Классификация датчиков по принципу преобразования электрических и неэлектрических величин, виду выходного сигнала. Принцип действия тепловых датчиков, его основание на тепловых процессах. Термопреобразователи сопротивления, манометрические термометры.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.10.2012Изучение электрооборудования фрикционного пресса, принцип его действия. Навыки в выборе электрических аппаратов, расчет основных элементов электрической схемы. Пресс–машина неударного действия для обработки материалов давлением. Выбор электродвигателей.
дипломная работа [233,3 K], добавлен 21.01.2011Схемы и устройство автоматического повторного включения (АПВ). Особенности применения, основные функции, классификация и принцип действия АПВ. Характеристика АПВ с различным количеством фаз. Анализ функций автоматики микропроцессорного комплекса.
отчет по практике [923,0 K], добавлен 10.03.2016Расчёт принципиальной схемы ТЭС. Распределение регенеративного подогрева по ступеням. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Схема включения, конструкция и принцип действия. Определение основных геометрических характеристик, тепловой схемы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 02.10.2008Принцип работы Кирлиан-прибора. Устройство и принцип действия искрового генератора, катушки прерывателя, резонатора. Современные схемы Кирлиан–прибора и компоненты для их сборки. Влияние напряжения и частоты. Проблемы применения Кирлиан-прибора.
курсовая работа [630,7 K], добавлен 29.11.2010Параметры трансформатора тока (ТТ). Определение токовой погрешности. Схемы включения трансформатора тока, однофазного и трехфазного трансформатора напряжения. Первичная и вторичная обмотки ТТ. Определение номинального первичного и вторичного тока.
практическая работа [710,9 K], добавлен 12.01.2010