- •1. Классификация методов измерений.
- •2. Измерение осциллографом среднего значения коэффициента амплитудной модуляции.
- •3. Неинтегрирующий цифровой вольтметр постоянного тока, реализующий время-импульсный метод преобразования.
- •4. Классификация средств измерений.
- •5. Нулевой метод измерения фазового сдвига.
- •6. Интегрирующий цифровой вольтметр постоянного тока с усреднением результатов измерений.
- •7. Классификация измерительных приборов.
- •8. Общий принцип работы электромеханических приборов прямого преобразования.
- •9. Измерение мощности методом с использованием направленных ответвителей.
- •10. Технические характеристики измерительных приборов.
- •11. Измерители уровня.
- •1 2. Структурная схема цифрового частотомера и ее работа в режиме измерения периода, временных интервалов и отношений частот.
- •13. Погрешности средств измерений: определения и формы представления погрешностей средств измерений.
- •14. Аналоговые вольтметры сравнения.
- •15. Широкодиапазонный гетеродинный анализатор спектра.
- •16. Нормирование погрешностей средств измерений.
- •17. Селективные вольтметры.
- •18. Измерение группового времени запаздывания.
- •19. Общие требования к средствам измерений электрических величин.
- •20. Работа осциллографа в режиме автоколебательной и ждущей разверток.
- •21. Интегрирующие цифровые фазометры.
- •22. Типовая структурная схема электрорадиоизмерительного прибора прямого преобразования.
- •23. Цифровые вольтметры переменного тока и мультиметры
- •24.Девиация частоты и ее измерение методом частотного детектирования.
- •Измерение методом частотного детектирования
- •25. Обобщенная структурная схема электронного аналогового вольтметра прямого преобразования.
- •26. Резонансные частотомеры
- •27. Девиация частоты и ее измерение по «нулям» функции Бесселя.
- •Измерение f по «нулям» функции Бесселя
- •28. Типовая структурная схема радиоизмерительного прибора сравнения.
- •29. Цифровые частотомеры низких и инфранизких частот.
- •30. Коэффициент амплитудной модуляции и измерение его пиковых значений.
- •31. Зависимость показаний вольтметров от формы измеряемого напряжения.
- •32. Измерение мощности методом с использованием эффекта «горячих» носителей тока.
- •33. Многоканальный осциллограф.
- •34. Основные параметры осциллографа.
- •35. Измерение мощности методом вольтметра.
- •36. Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал. Неинтегр-ий цифровой фазометр.
- •37. Особенности измерений в радиоэлектронике и связи.
- •38. Цифровые вольтметры постоянного тока, реализующие кодоимпульсный метод преобразования
- •39. Термоэлектрический метод измерения мощности.
- •40. Общие сведения и классификация методов и приборов для измерения мощности
- •41. Цифровые осциллографы
- •42. Интегрирующий цифровой вольтметр (ицв) постоянного тока с аналоговым интегрированием
- •43. Общие сведения и классификация приборов для измерения частоты и интервалов времени
- •44. Измерение мощности методом с использованием эффекта Холла
- •45. Компенсатор постоянного тока
2. Измерение осциллографом среднего значения коэффициента амплитудной модуляции.
АМ сигнал при модулирующей функции в виде произвольного периодического напряжения может быть представлен как
, (6.27)
где - частота первой гармоники модулирующего колебания,
- амплитуда колебаний несущей частоты 0.
Выражение (6.27) и графическая интерпретация АМ сигнала (рисунок 6.23) показывают, что параметром, количественно характеризующим глубину АМ, может являться коэффициент амплитудной модуляции (КАМ), численно равный
, (6.28) где – амплитуда n-й гармоники модулирующего колебания.
Величину принято называть парциальным КАМ, причем в практических случаях наибольший интерес представляет значение КАМ по первой гармонике . Помимо , регламентируются следующие значения КАМ:
Среднее значение КАМ, численно равное (рисунок 6.23)
, (6.29)
пиковые значения КАМ, определяемые как (рисунок 6.23)
; (6.30)
и измеряемые раздельно «вверх» (+) и «вниз» (-).
Можно показать, что в общем случае эти значения связаны между собой соотношением:
При синусоидальной АМ
Значение наиболее просто и достаточно точно может быть измерено с помощью осциллографа. Техника осциллографических измерений позволяет предложить две конкретные методики измерения :
подача на вход Y в режиме автоколебательной развертки и непосредственное измерение и ;
измерение по методу трапеции, когда на вход Y подается , а на вход Х – модулирующее напряжение (или продетектированный АМ сигнал). В этом случае на экране ЭЛТ наблюдается интерференционная фигура в виде трапеции (рисунок 6.24), причем наклон сторон определяется значением . Измеряя, как и в первом случае, значения и , определяем далее . Эта методика предпочтительнее первой, так как и измеряются более точно.
3. Неинтегрирующий цифровой вольтметр постоянного тока, реализующий время-импульсный метод преобразования.
В ЦВ, реализующих этот метод преобразования, измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональный ему интервал времени путем сравнения со значением известной величины, изменяющейся по определенному закону. Затем полученный интервал времени преобразуется в цифровой код. Таким образом, ЦВ, реализующие этот метод, относятся к ЦИП прямого преобразования. Кроме того, они могут быть как мгновенного значения (неинтегрирующие ЦВ), так и с аналоговым интегрированием и усреднением результатов измерений (интегрирующие ЦВ).
Неинтегрирующий ЦВ
Типовую структурную неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным преобразованием можно представить в следующем виде (рисунок 2.20):
Рисунок 2.20 – Структурная схема неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным преобразованием
Синхронная работа всех узлов ЦВ обеспечивается с помощью управляющего устройства (УУ). При этом управление может быть как ручным так и автоматическим. В первом случае измерения будут однократными, а во втором — периодически повторяющимися с определенным тактом. Тактовый импульс УУ, как видно из рисунка 2.20, сбрасывает на нуль показание счетчика, полученное во время предыдущего такта, и запускает генератор линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН). Напряжение этого генератора сравнивается с при преобразовании его во временной интервал. Это сравнение производится в сравнивающих устройствах (компараторах) и . Компаратор имеет уровень срабатывания , а – ( + ). Зарисуем временные диаграммы, поясняющие принцип работы вольтметра (рисунок 2.21):
При = срабатывает и образуется старт-импульс, который открывает селектор. Счетчик начинает считать импульсы, поступающих через открытый селектор от генератора счетных импульсов (ГСИ). Эти импульсы следуют с периодом , определяющим шаг квантования в данной схеме ЦВ. В момент равенства = ( + ) срабатывает и образуется стоп-импульс, который закрывает селектор. Подсчет импульсов прекращается. Счетчик фиксирует некоторое число импульсов N, которое по команде УУ подается в отсчетное устройство (ОУ) и на его табло воспроизводится результат измерения в цифровой форме.
Рисунок 2.21 – Временные диаграммы, поясняющие принцип работы вольтметра.
Как видно из эпюр, измеряемое напряжение преобразовалось в интервал времени . При этом = , где . В свою очередь . В результате . При и показание счетчика прямо пропорционально , т.е. мы получаем прямоотсчетный ЦВ.
Из рисунков 2.20 и 2.21 хорошо видны основные источники погрешностей этих вольтметров.
погрешность дискретности. Она составляет ±1 единицу младшего разряда счета;
погрешность меры ( ), в качестве которой в современных типах ЦВ применяют кварцевые ГСИ;
погрешность преобразования в , определяемая нелинейностью ( ) и погрешностью компараторов (временное положение старт и стоп импульса). Применение двух компараторов позволяет исключить с помощью U0 начальный нелинейный участок и значительно компенсировать нестабильность характеристик самих компараторов;
погрешность за счет наложения на гармонической помехи с амплитудой . В неблагоприятном случае эта погрешность может оказаться равной / . Поэтому в этих ЦВ должны предусматриваться меры повышения помехозащищенности.
Эти меры реализуются в интегрирующих ЦВ с аналоговым интегрированием и усреднением результатов измерений.