Измерение угла фазового сдвига

Лабораторная работа №4.

Измерение угла фазового сдвига

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:Получение навыков измерения угла фазового сдвига, знакомство с устройством и характеристиками цифрового фазометра.

 

СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Если φ1 и φ2 постоянны во времени, то Dφ от времени не зависит. При Dφ = 0 гармонические напряжения называются синфазными, при… Измерение угла сдвига фаз методом непосредственной оценки может быть выполнено… При измерении на низких частотах в промышленных цепях удобно использовать электромеханические фазометры на основе…

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, располагающуюся на рабочем столе персонального компьютера. На стенде (рис. 3)… Рис. 3 Модель лабораторного стенда на рабочем столе компьютера

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Запустите программу-оболочку лабораторного практикума и выберите лабораторную работу № 4 «Измерение угла фазового сдвига» в группе работ «Измерение электрических величин». На рабочем столе компьютера автоматически появится модель лабораторного стенда с моделями средств измерений и вспомогательных устройств (рис. 3)

2. Ознакомьтесь с расположением моделей отдельных средств измерений и других устройств на рабочем столе. Включите модели средств измерений и опробуйте их органы управления. В процессе опробования определите возможность изменения частоты сигналов на выходе калибратора и фазового сдвига между ними. Далее установите напряжения на выходе калибратора равным примерно 1В и убедитесь в том, что показания фазометра меняются по мере изменения фазового сдвига между сигналами на выходе калибратора.

3. После того, как Вы убедитесь в работоспособности приборов, подготовьте к работе модель фазометра и модель калибратора:

− Включите фазометр и калибратор (после включения на лицевых панелях моделей загорятся табло индикации).

− Установите регуляторы выходных напряжений калибратора в среднее положение.

− Установите значение угла фазового сдвига между сигналами на выходах

калибратора, равным 0 градусов.

− Откалибруйте фазометр, удерживая кнопку «Калибр.» до появления нулевых показаний. После отпускания кнопки фазометр автоматически переходит в режим измерений.

4. Приступите к выполнению заданий лабораторной работы.

 

Задание 1. Измерение угла фазового сдвига на фиксированной частоте.

a.) Установите значение угла фазового сдвига на выходе калибратора, равным 0 градусов, а значение частоты выходных сигналов равным 10 кГц.

б.) Повторно откалибруйте фазометр.

в.) Снимите показания фазометра.

г.) Запишите в отчет показания фазометра, а также сведения о его классе точности.

д.) Оставляя неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе калибратора, повторите измерения, выбирая фазовый сдвиг между сигналами на выходе калибратора, равным последовательно 10, 30, 60, 90, 120, 150 и 180 градусов.

е.) Повторите измерения согласно п.п. (a – д), оставляя неизменной амплитуду сигналов на выходе калибратора и устанавив их частоту, равной 0,5Гц или 5Мгц.

 

Задание 2. Измерение угла фазового сдвига на различных частотах.

a.) Установите значение угла фазового сдвига на выходе калибратора, равным 10 градусов, а значение частоты выходных сигналов равным 0,5Гц.

б.) Повторно откалибруйте фазометр.

в.) Снимите показания фазометра.

г.) Запишите в отчет показания фазометра, а также сведения.

д.) Оставляя неизменными амплитуду и фазовый сдвиг между сигналами на выходе калибратора, повторите измерения, выбирая частоту сигналов на выходе калибратора, равной последовательно 50 Гц, 500 Гц, 50 кГц, 0,5 МГц, 5 МГц.

е.) Повторите измерения согласно п.п. (a – д), оставляя неизменной амплитуду сигналов на выходе калибратора и установив разность фаз, равной 60 градусов или 90 градусов.

 

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

− Графики зависимости абсолютной и относительной погрешностей измерений от результатов измерений (при фиксированной частоте и при…   Рекомендованная форма таблиц для записи результатов приведена ниже. Таблица 1 Результаты …

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В каком случае гармонические напряжения называют противофазными?

2. Какой метод реализуется при измерении сдвига фаз электродинамическим или ферродинамическим логометром?

3. Какие преобразования претерпевает измеряемая величина в аналоговых электронных фазометрах?

4. В каком диапазоне частот работают аналоговые электронные фазометры?

5. Какие фазометры обеспечивают наивысшую точность в диапазоне частот от нескольких герц до десятков мегагерц?

6. За счет чего при использовании цифровых фазометров удается обеспечить высокую точность измерений как в области высоких, так и в области низких частот?

7. Чем отличаются друг от друга цифровой фазометр с усреднением и без усреднения? Когда они используются?

8. В каком случае для измерения угла фазового сдвига следует выбрать электронный осциллограф?