Метрология

Страница 3

Значения коэффициентов tn сведены в таблицы и приведены в математических справочниках.

Вопрос 10:Схема аналогового вольтметра типа «детектор-усилитель», назначение элементов и область применения схемы.

10. Структурная схема стрелочного электронного вольтметра (рио. 2.6) в самом общем виде состоит из входного устройства (ВУ), измерительного преобразователя (ИП), электроизмеритель-ного прибора (ЭИП).

Входное устройство состоит из делителей напряжения - аттенюаторов, с помощью которых изменяют пределы измерения, и эмиторного (катодного) повторителя, служащего для создания высокого входного сопротивления.

Измерительным преобразователем для вольтметра постоянного напряжения (В2) служит усилитель постоянного тока, а для вольтметров переменного тока (ВЗ) - детектор, применяемый обычно в сочетании с усилителем (переменного напряжения -до детектора или достоянного напряжения - после него).

Электроизмерительные приборы в большинстве случаев -это магнитоэлектрические стрелочные микроамперметры.

Структурная схема стрелочного электронного вольтметра для измерения постоянного напряжения приведена на рис. 2.7.

Особенностью схемы является использование усилителя постоянного тока (УПТ), который наряду с функцией повышения чувствительности вольтметра обеспечивает согласование электрономерительного прибора с входным устройством, достоянный коэффициент усиления и защиту измерительного прибора от кратковременных перегрузок.

Вопрос 11: Схема аналогового электронного вольтметра типа «усилитель-детектор», назначение элементов и область применения схемы.

Входное устройство состоит из делителей напряжения - аттенюаторов, с помощью которых изменяют пределы измерения, и эмиторного (катодного) повторителя, служащего для создания высокого входного сопротивления.

Усил перем тока необх для расшир диапазона измер-х напряж в сторону меньших значений.

В кач-ве детектора могут исп-ся: амплитудный ДЕТ, средневыпр, среднеквадр-й.

Эти приборы имеют более узкую полосу частот, ограниченную полосой пропускания усилителя переменного напряжения (как правило, до 10-50 МГц), Зато они позволяют получить более высокую чувствительность, поскольку перед детектором включен усилитель. Такие схемы используются в микровольтметрах и милливольтметрах (например, ВЗ-41, В3-42), причем основным фактором, ограничивающим нижний предел измеряемого напряжения, являются собственные шумы усилителя

Вопрос 12: Классификация и метрологические характеристики измерительных генераторов.

12 Классификация генераторов и их хар-ки

Измерительные генераторы - источники стабильных испыта­тельных сигналов с известными параметрами (формой, частотой, напряжением.

Измерительные генераторы гармонических колебаний (ГЗ, Г4) в зависимости от диапазона частот разделяются на 5

- инфранизкочастотные - 420 Гц;

- низкочастотные — 20 Гц -в- 200 кГц;

- высокочастотные — 30 кГц * 30 МГц;

- сверхвысокочастотные - 30 МГц * 10 ГГц;

- сверхвысокочастотные с волноводным выходом > 10 ГГц,

По виду модуляции измерительные генераторы гармонически сигналов разделяются на генератора:

- с амплитудной (АМ) синусоидальной модуляцией;

- с частотной (ЧМ) синусоидальной модуляцией;

- с импульсной модуляцией (амплитудной манипуляцией);

- с частотной манипуляцией;

- с фазовой манипуляцией;

- с комбинированной модуляцией (о одновременным наложением двух и более видов модуляции).

Диапазон генерируемых частот характеризуется минималь­ной и максимальной частотой генератора. Ширина диапазона ха­рактеризуется коэффициентом перекрытия

Основная погрешность установки частоты указывается либо для всего прибора либо отдельно для каждого поддиапазо­на

Нестабильность частоты. Высокая стабильность частот генерируемого колебания является важнейшим свойством измерительного генератора. В процессе работы на частоту генератора действуют различные дестабилизирующие факторы: вменение гео­метрических размеров деталей колебательных контуров в результате нагрева, изменение параметров транзисторов, непостоян­ство электрических параметров элементов и деталей, изменение напряжения питания, влияние нагрузки и так далее. Снижение действия дистабилизирующих факторов обеспечивается рациональным конструированием приборов. В технической документации на генераторы приводится значение нестабильности частоты в абсолютном или относительном выражении за некоторый период работы после самопрогрева.

Уровень гармонических составляющих. Кроме колебания ос­новной частоты генераторы измерительных сигналов генерируют сигналы напряжения гармоник, которые являются помехами. Гар­моники возникают из-за нелинейных искажений основного сигна­ла и оцениваются коэффициентом гармоник. У генераторов обще­го назначения коэффициент гармоник может составлять 0,3+2 %.

Номинальное выходное напряжение и точность его установки. Значение выходного напряжения, на которое рассчитан гене­ратор, зависят от его назначения. Низкочастотные генераторы обеспечивают относительно большое выходное напряжение.

Выходное сопротивление измерительных генераторов может иметь различное значение. Наиболее распространены сопротив­ления 600, 75, 50, 15, 10, 5 Ом. Некоторые типы низкочастот­ных генераторов снабжены устройствами, обеспечивающими уста­новку различных величин выходного сопротивления, например, у ГЗ-56/1 и ГЗ-109 выходное сопротивление может принимать одно из следующих значений: 5, 50, 600, 5000 Ом. Нужная вели­чина выходного сопротивления выбирается, исходя из условии ре­шаемой измерительной задачи, например, из условий согласова­ния выходного сопротивления генератора о сопротивлением нагрузки или волновым сопротивлением подключаемого кабеля

Вопрос 13: Доложи, используя функциональную схему принцип работы ГНЧ, назначение функциональных узлов и органов управления.

13 По функциональной схеме доложить принцип работы ГНЧ

Низкочастотные (НЧ) генераторы фактически являются ис­точниками синусоидальных сигналов инфразвуковых, звуковых и ультразвуковых частот. Основу генератора составляет задающий генератор, колебания которого после необходимого усиления поступают на выход. В качестве примера на рис. 3.1 изображе­ны структурные схемы: а) ГЗ-56/1; б) ГЗ-109 .

Задающий генера­тор определяет диапазон генерируемых частот, точности уста­новка частоты, ее стабильность и коэффициент гармоник. Перестройка частоты осуществляется изменением параметров элементов задающего генератора R и С. Весь диапазон генери­руемых частот разбивается на поддиапазоны. Переход от одного поддиапазона к другому осуществляется ступенчатым изменением сопротивлений; плавное изменение частоты - изменением емкос­ти. Генераторы типа LС на низких частотах, как правило, не используются из-за трудностей получения элементов о большими значениями L и С, регулируемых в широких пределах.

Усилитель мощности предназначен для усиления сигнала по мощности и напряжению, уменьшения нелинейных искажений и обес­печения плавной регулировки выходного напряжения от нуля до максимального значения.

Электронный вольтметр предназначен для измерения и контроля напряжения выходного сигнала.

В состав выходных устройств входят аттенюаторы и согла­сующие трансформаторы. Как видно из рисунка 3.1, схемы соеди­нения выходных устройств могут быть различны. Выходные уст­ройства осуществляют контролируемое ослабление напряжения, поступающего от усилителя, а также обеспечивают изменение вы­ходного сопротивления генератора для согласования его выхода с нагрузкой.