Лабораторная работа №4.
Измерение угла фазового сдвига
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:Получение навыков измерения угла фазового сдвига, знакомство с устройством и характеристиками цифрового фазометра.
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.
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?