Пii.3.2. Измерение сопротивлений резисторов.

Измерение сопротивлений резисторов осуществляется с помощью виртуального мультиметра XMM2, при работе с которым следует в диалоговом окне прибора установить режим работы – постоянный ток («-»), измеряемую величину – сопротивления («Ω») и значение тока – 10nA, например, а затем подключить прибор к зажимам измеряемого резистора или к исследуемому участку пассивной (обесточенной) цепи (рис. ПII.12).

Рис.ПII.12. Схема измерения сопротивления резистора.

П II.3.3. Измерение фазового сдвига.

Процедура осциллографических измерений фазового сдвига между двумя сигналами подробно описано в разделе I.2.3 «Выполнение курсорных измерений» (метод калиброванной шкалы и курсорные измерения).

Последовательность действий по получению осциллограмм сигналов на экране виртуального осциллографа изложена в разделе ПII.3.1.

Следует отметить, что роль курсоров времени при виртуальных исследованиях выполняют визирные линии, а получение изображений с удобными для работы размерами достигается за счет установки соответствующих значений коэффициентов вертикального отклонения каналов А и В и длительность развертки осуществляемой в поле экранных сообщений, расположенных в нижней части экрана осциллографа (рис. ПII.13). Для вывода визирных линий необходимо щелкнуть мышью по символу Zoom на экране осциллографа.

Рис. ПII.13. Виртуальные осциллографические измерения фазового сдвига.

ПII.4. Лабораторная работа «Виртуальные исследования в среде MS».

Рис. 1.3

а)

в)

Данная работа выполняется в рамках самостоятельной подготовки студентов к занятиям.

Пii.4.1. Цель работы.

Проведение физического эксперимента на основе использования новейших информационных технологий. Освоение сетевого обучающего лабораторного аппаратно-программного комплекса коллективного пользования. Проведение виртуальных экспериментов в среде LabVIEW с использованием персональных компьютеров, программной среды MS и виртуальных приборов.

Пii.4.2. Домашнее задание.

Изучить инструкцию работы с основными разделами программной среды MS:

• открытие библиотеки компонентов;

• операция с компонентами библиотеки – установка в рабочее окно, задание параметров компонентов и д.р.;

• формирование измерительных схем и изменение цвета проводников;

• выполнение процедуры моделирования.

Пii.4.3. Задание на эксперимент.

Исследование параметров сигналов в цепях однофазного синусоидального тока.

1. Сформировать схему, изображенную на рис.2.3, взяв в качестве элементов цепи резистор R₂ и конденсатор C₁ на панели №1.

2. Подать на вход цепи с генератора XFG1 сигнал синусоидальной формы с действующим значением напряжения 3В и частотой 10кГц, проконтролировав уровень сигнала по мультиметру XMM1.

3. С помощью мультиметра измерить входное напряжение U_вх, падения напряжения на конденсаторе U_C и резисторе U_R, сопротивление резистора R и ток в цепи I (I). В процессе измерения следить за правильностью «подключения» виртуальных приборов к схеме – заземленные проводники приборов и схемы должны быть соединены.

Результаты измерений внести в Табл. ПII.1.

Табл. П.II.1.

	UВХ, В	UС, В	UR, В	I, мА	R, Ом	I’, мА
Эксперимент

Здесь:

I – результат измерения тока прямым методом с использованием мультиметра, работающего в режиме измерения силы тока.

I’ – результат измерения тока косвенным методом (производится расчет тока по результатам прямых измерений U_R и R).

4. Провести осциллографические измерения амплитудных значений и периода напряжений U_вх(t), U_C(t) и U_R(t). Измерить фазовые сдвиги φ₁ и φ₂ напряжений U_C(t) и U_R(t) относительно «опорного» напряжения U_вх(t) (φ₁=ψ_вх-ψ_С, φ₂=ψ_вх-ψ_R; ψ_вх, ψ_С и ψ_R – начальные фазы напряжений U_вх, U_C и U_R, соответственно). В процессе измерений использовать метод калиброванной шкалы, визирные линии (аналог курсорных измерений) и фигуры Лиссажу.

Полученные результаты внести в таблицу ПII.2

Табл. ПII.2

Величина Метод	Uвх(t)	UC(t)	UR(t)	Т, мкс	φ1, град	φ2, град
	Um, B	Um, B	Um, B
Калибр. шкала
Визирные линии
Фигура Лиссажу	-	-	-	-

Исследование несинусоидальных периодических процессов.

1. Подать на вход схемы (рис.2.3) последовательность однополярных положительных импульсов прямоугольной формы с размахом 3В, частотой 10кГц и длительностью 40мкс (рис.2.5), используя генератор XFG1 в качестве источника сигнала, а осциллограф XSC1, как устройство контроля и измерения. Формирование сигнала осуществляется путем изменения его амплитуды, частоты, постоянной составляющей и скважности.

2. Получить на экране осциллографа устойчивое изображение сигнала U_C(t) с удобными для работы максимально возможными размерами, подав его на вход А прибора.

3. Провести осциллографические измерения времени фронта τ_ф, времени спада τ_сп, длительности τ_п, периода Т, размаха U_р и постоянной составляющей U₀ сигнала методом калиброванной шкалы и с использованием визирных линий. Полученные результаты внести в таблицу ПII.3.

Табл. ПII.3

	τф, мкс	τсп, мкс	τп, мкс	Т, мкс	Up, В	U0, В
Визирные измерения.
Погрешность, %
Метод калибр. шкалы
Погрешность, %

4. Подать на вход осциллографа с генератора XFG1 последовательность однополярных импульсов треугольной формы с размахом 2В и частотой 10кГц (рис. ПII.14).

   Рис. ПII.14. Осциллограмма сигнала при K0=0,5В/дел и Др=20мкс/дел.

5. Провести осциллографические измерения амплитуды U_m, среднего значения U₀’ и периода Т.

6. Подключить к выходу генератора мультиметр и снять его показания в режиме измерения напряжения постоянного (α_-) и переменного (α_~) тока.

7. Выполнить аналогичные измерения (п.п.5 и 6) для сигнала, изображенного на рис.2.5.

8. Результаты измерений внести в таблицу ПII.4

Табл. ПII.4.

		Uм, В	U0’, В	T,мкс	α_, В	α~, В
XSC1					-	-
XMM1		-	-	-
Расчет			-	-

Список литературы

1. О.В.Гаркуша, Э.Я.Школьников. Линейные электрические цепи переменного тока. М; МИФИ, 2008

2. Э.Г.Атамалян Приборы и методы измерения электрических величин. М.:Дрофа;2005

3. Н.С.Пронкин Основы метрологии. Практикум по метрологии и измерениям. М.Логос; Университетская книга. 2007

4. Марченко А.Л. Учебное пособие по «MULTISIM», М.Дрофа, 2008

79