Измерение индуктивности катушки с учетом собственной емкости ск

      Комментарии к записи Измерение индуктивности катушки с учетом собственной емкости ск отключены

Предварительно необходимо измерить собственную емкость катушки Ск, например, методом изменения в «К» раз значения резонансной частоты: fрез2 = Кfрез1.

Взяв определенное значение К (например, К=1,41), установить на приборе частоту fрез2 = Кfрез1. Перестраивая емкость эталонного конденсатора куметра, настроить контур в резонанс на частоте fрез2. Зафиксировать новое значение емкости эталонного конденсатора Сэ2. Собственная емкость катушки вычисляется по формуле:

Ск = (Сэ1 – К 2Сэ2) / (К2 – 1)

Индуктивность катушки L0 с учетом её собственной емкости Ск будет равна:

L0= 1 /4?2 fрез12(Сэ1+Ск).

Относительная погрешность измерения индуктивности за счет собственной емкости катушки Ск, рассчитывается по формуле:

? (%)= 100 (L1 – L0) / L0.

Занести в таблицу 1 результаты измерений fрез2, L0, Ск.

Таблица 1

Час-тота,f Емкостьэтал. конд. СэпФ Собств. емк. СкпФ ДобротностьQ Индукт. L (?Гн) Погрешн.? (%)
без учетаСк с учетомСк
fрез1
fрез2

2. Измерение добротности катушки.

Ручкой «Уст. уровня» установить стрелку прибора «Уровень» на красную риску, что фиксирует величину напряжения генератора (Uг = const), подаваемого на контур.

С помощью эталонного конденсатор настроить контур в резонанс на частоте fрез1 в соответствии с п.1.1 Произвести отсчет добротности Q по максимальному показанию стрелочного прибора «Q» (градуируется в отношении напряжения ULC на реактивном элементе контура к напряжению Uг генератора Q = ULC / Uг). Результаты измерений занести в таблицу1.

3. Измерение емкости С и угла диэлектрических потерь tg? конденсатора

3.1 Измерение малых емкостей

Емкости до 430пФ измеряются при параллельном подключении исследуемого конденсатора Сх к эталонному конденсатору Сэ куметра. Последовательность измерения следующая.

К клеммам «Lх» подключить катушку. Установить емкость конденсатора куметра Сэ1 = 450пФ. Изменением частоты генератора настроить контур в резонанс по максимальному показанию прибора «Q». Контролируя положение стрелки прибора «Уровень» на красной риске, зафиксировать значения Q1. Затем к клеммам «Сх» подключить исследуемый конденсатор. Снова настроить контур в резонанс, но только с помощью конденсатора куметра Сэ и записать новые полученные значения Сэ2 и Q2. Расчетные значения Сх и tg? определяются по формулам:

Сх = Сэ1 – Сэ2 , tg? = Сэ1 (Q1- Q2) / (Сэ1 – Сэ2)Q1Q2.

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.

Таблица 2

Выполняемыйпункт Сэ1,пФ Сэ2,пФ Сх,пФ Q1 Q2 tg?
3.1
3.2

3.2 Измерение больших емкостей.

Ёмкости более 430пФ измеряются при последовательном

подключении исследуемого конденсатора Сх к контуру куметра.

.Методика измерения следующая. Катушку подключить к клеммам «Lх». Эталонный конденсатор куметра установить на значении Сэ1 =250пФ. Изменением частоты генератора контур настроить в резонанс, замерить и занести в таблицу 2 значение добротности Q1.

Используя специальное приспособление исследуемый конденсатор Сх подключить последовательно с катушкой. Не перестраивая частоту генератора, а с помощью эталонного конденсатора Сэ повторно настроить контур в резонанс записать новые значения Сэ2, Q2.

Расчетные значения Сх и tg? определяются по формулам:

Сх = Сэ1*Сэ2 / (Сэ2 – Сэ1),

tg? = (Сэ1*Q1 – Сэ2*Q2) / (Сэ2 – Сэ1)Q1Q2.

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.

Контрольные вопросы

1. Какие цепи считаются цепями с сосредоточенными параметрами; с распределенными параметрами?

2. Что такое резонанс? В чем его проявление?

3. Нарисовать упрощенную схему куметра и объяснить принцип его действия.

4. Какие параметры цепей можно измерить куметром?

5. В чем особенности измерений «больших» и «малых» емкостей? Что определяет границу разделения методов измерения?

6. Какие погрешности устраняются при предварительной калибровке куметра?

Лабораторная работа №2

Осциллографические методы измерения параметров сигнала

Цель работы: 1. Изучить назначение органов управления двухканального осциллографа.

2. Приобрести практические навыки использования осциллографических методов измерения параметров сигналов.

Комплект оборудования рабочего места

1. Двухканальный электронный осциллограф С1-55

2. Электронный вольтметр В3-13 (В7-16А)

3. Генераторы сигналов Г3-102, Г5-15

4.Частотомер Ч3-33

Порядок выполнения работы

1. Изучение органов управления осциллографа

Заземлить приборы, подать силовое питание и прогреть их в течение 5-10 минут.

На передней панели осциллографа определить зоны расположения и назначение органов управления (кроме зоны калибратора):

— каналом «I» («яркость», «фокус», «усиление», «¦» и др.) и аналогичные — каналом «II»;

— скоростью разверток (переключатели «РАЗВЕРТКА» и др.);

— каналом синхронизации запуска разверток (переключатель «ВНУТР»- «ВНЕШН», ручки «УРОВЕНЬ», «СТАБ» и др.);

— ручек горизонтального смещения разверток «-».

Ручкой «СТАБ» добиться появления на экране двух линий разверток и опробовать влияние на них всех органов управления (кроме зоны калибратора). Освоив использование ручек «-» и «¦», вывести развертки в центр экрана и отрегулировать их яркость и четкость.

Ступенчатые переключатели «УСИЛЕНИЕ» обоих каналов установить в положение К =5 В/дел, а их центральные ручки плавной регулировки – по часовой стрелке до упора.

2. Измерение величины напряжения сигнала.

На генераторе Г3-102 включить внутреннюю нагрузку и

установить частоту fг=2,5кГц. Выходной сигнал генератора подать на электронный вольтметр и установить напряжение 8В. Подать сигнал на вход канала «I» осциллографа. Режим синхронизации осциллографа – «ВНУТР I ». Ручкой «УРОВЕНЬ» канала синхронизации добиться устойчивого изображения сигнала на экране.

Меняя значение «К» (В/дел) ступенчатого переключателя «УСИЛЕНИЕ», добиться наибольшего вертикального размера

Изображения сигнала и определить его размер «М» в делениях шкалы экрана. Тогда амплитуда входного сигнала будет равна Uа = МК/2, а его действующее значение U=Uа/ v2.

Принимая показание электронного вольтметра Uэ=8В за эталонное, найти погрешность измерения напряжения осциллографическим методом: ? (%)= 100(Uд – Uэ) /Uэ.

Значение погрешности измерений, выраженное в процентах, перевести в децибелы, учитывая, что 1дБ соответствует изменению напряжения на 12,2%.

Полученные результаты занести в таблицу 1 и повторить измерения для напряжений сигнала 2,5В, 80мВ.

Таблица 1

Задаваемое эталонное напряжение Uэ 8,0 В 2,5 В 80 мВ
Положение переключателя «УСИЛЕНИЕ» К
Размеры изображения на экране М
Измеренное значение напряжения Uд
Погрешность измерения? (%)
Погрешность измерения ? (дБ)

3. Измерение периода (частоты) сигнала

Установить частоту генератора Г3-102 fх=2,5 кГц, выходное напряжение 8В. Подать сигнал от генератора на вход канала «I» осциллографа.

Меняя значение «К» (мс/дел) ступенчатого переключателя «РАЗВЕРТКА», добиться, чтобы в пределах экрана укладывалось около 2-х периодов сигнала Тх. Определить длительность одного (n=1) периода Тх в делениях шкалы экрана «L» и рассчитать значения Тх и fх по формулам:

Тх = LК/n , fх = 1/Тх = n/LК.

Измерить частоту сигнала fх частотомером Ч3-33. Принимая замеренное частотомером значение частоты fчм за эталонное, найти погрешность измерения частоты осциллографическим методом::? (%)= 100(fх – fчм) /fчм.

При прежнем значении «К» (мс/дел), изменением частоты генератора fх, добиться получения на экране осциллографа изображение 10 периодов Тх сигнала (т.е. n=10) в пределах 10 клеток масштабной сетки (т.е. L==10). Рассчитать по приведенным ранее формулам значения Тх и fх и результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

Частота fх,кГц Кол-вопериодn Ценаделен.«К»мс/дел Кол-воделен.«L» Рассчит.значен.fх,кГц Показ.Ч3-33 fчм,кГц Погрешность?,%
2,5

4.Измерение длительности импульса

Подать на вход «I» канала осциллографа сигнал с гнезда «ИМПУЛЬС СИНХРОНИЗАЦИИ» генератора Г5-15. Переключатель режима синхронизации осциллографа установить в положении «ВНУТР I». Ручкой «УРОВЕНЬ» канала синхронизации добиться устойчивого изображения на экране двух разверток.

Установить на основном выходе генератора Г5-15: амплитуду импульсов Uа=15В (выставить по его шкале 15В и ручкой «АМПЛИТУДА» добиться момента срабатывания индикаторной лампочки), частоту повторения импульсов F= 2кГц, длительность импульса ?и = 10мкс. Подать сигнал с основного выхода генератора на вход канала «II» осциллографа.

Максимально используя площадь экрана, измерить длительность импульса ?изм =KL,

где: L – линейные размеры импульса по горизонтали в делениях шкалы экрана,

К — положение переключателя «РАЗВЕРТКА».

Найти относительную погрешность измерения длительности импульса по формуле: ? (%)= 100(?и– ?изм) /?изм.

Повторить измерения при ?и=0,8мкс.

5. Измерение времени задержки импульса

Переключателями генератора «ВРЕМЕННОЙ СДВИГ» набрать величину задержки основного импульса относительно синхронизирующего ?tзад = 5мкс. Измерить значение задержки ?t с помощью осциллографа, как разницу по времени между передними фронтами импульсов «I» и «II» каналов, и найти относительную погрешность установки на генераторе величины задержки: ? (%)= 100(?tзад – ?t) /?t.

Повторить измерения для ?tзад = 35мкс, 0,7мс. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 3.

Таблица 3

Выставленное значение задержки ?tзад 5 мкс 35 мкс 0,7 мс
Замеренное значение задержки ?t
Погрешность установки задержки (?%)

Контрольные вопросы

1. Основные разновидности осциллографов.

2. Типовые функциональные блоки универсального осциллографа.

3. Основные узлы электронно-лучевой трубки. Параметры и характеристики ЭЛТ.

4. В чем различия принципов построения и функциональных возможностей двухканальных и двухлучевых осциллографов?

5. Режимы работы генератора развертки в осциллографе.

6. Какие из параметров сигнала можно измерить с помощью осциллографа?

7. Какой принцип обеспечивает в осциллографе наблюдение переднего фронта импульсного сигнала?

8. Принцип измерения временных интервалов с помощью осциллографа.

Лабораторная работа №3

Исследование измерительного генератора низкой частоты

Цель работы: 1. Проверить параметры выходного сигнала измерительного генератора.

2. Научиться использовать измерительный генератор для контроля параметров радиоэлектронных устройств.

Комплект оборудования рабочего места

1. Измерительный генератор низкой частоты Г3-102

2.Электронный вольтметр В7-16А (В3-13)

3.Электронный осциллограф С1-65 (С1-55)

4.Генератор низких частот Г3-33

Порядок выполнения работы

1.Определение погрешности установки выходного напряжения генератора Г3-102

Заземлить приборы, подать силовое питание и прогреть их в течение 5-10 минут.

Включить внутреннюю нагрузку генератора Г3-102 и установить частоту fо=1кГц. Ручкой «РЕГ. ВЫХ» установить по верхней шкале его вольтметра задаваемое напряжение Uзад = 8В. Напряжение с выхода генератора Г3-102 подать на вход электронного вольтметра В7-16А (В3-13). Принимая полученное показание электронного вольтметра Uэ за эталонное, найти относительную погрешность ?(%) установки напряжения Uзад:

?(%) = 100(Uзад — Uэ) / Uэ

Статьи к прочтению:

Определение номинала катушки индуктивности


Похожие статьи: