МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №4
по дисциплине «Метрология»
Тема: Электронно-лучевой осциллограф
Студенты гр. 7361
Алексеев Д.А
Иовса Г.С.
Семёнова С.В.
Преподаватель
Варшавский И.Е.
Санкт-Петербург
2019
Цель работы
Ознакомление
электрических
с
цепей
методами
и
и
методикой
средствами
оценки
измерений
параметров
погрешностей
результатов
измерений.
Обработка результатов
1. Определение основных погрешностей коэффициентов отклонения и
коэффициентов развёртки.
Действительный коэффициент
𝑘0∗ отклонений (В/дел) определяется
выражением:
𝑘0∗ = 𝑈2𝐴 /𝐿2𝐴
Где 𝐿2𝐴 – размер изображения двойной амплитуды сигнала; 𝑈2𝐴 –
напряжение, равное двойной амплитуде, рассчитываемое на основании
показаний вольтметра.
Расчет:
𝑘 = 0,1
𝑘 = 0,5
𝑘=1
В
дел
В
дел
В
дел
𝑈2𝐴 = 0,44 ∗ √2 = 0,62 (В) ; 𝑘0∗ =
0,62
𝑈2𝐴 = 2,02 ∗ √2 = 2,86 (В) ; 𝑘0∗ =
2,86
𝑈2𝐴 = 3,98 ∗ √2 = 5,63 (В) ; 𝑘0∗ =
5,63
6
6
6
= 0,11(
В
дел
= 0,48(
В
дел
= 0,94(
В
дел
)
)
)
Относительная погрешность коэффициента отклонения:
𝑘0 − 𝑘0∗
𝛿к = 100 ∗
𝑘0∗
Где 𝑘0 – установленный коэффициент отклонения.
𝑘 = 0,1
В
дел
𝑘 = 0,5
𝑘=1
В
дел
В
дел
𝛿к = 100 ∗
𝛿к = 100 ∗
𝛿к = 100 ∗
Действительный
0,1−0,11
0,11
0,5−0,48
0,48
1−0,94
0,94
= −9,1 %
= 4,2 %
= 6,4 %
коэффициент
развертки
выражением:
𝑘р∗ =
𝑛𝑇
𝑛
=
𝐿𝑛𝑇 𝑓 ∗ 𝐿𝑛𝑇
определяется
(мс/дел)
Где f и T – частота и период входного сигнала, при котором на экране
осциллографа наблюдались n его целых периодов.
𝑘 = 0,001
𝑘 = 0,002
𝑘 = 0,01
с
дел
с
дел
с
𝑘р∗ = 0,101 (
мс
𝑘р∗ = 0,202 (
мс
дел
дел
𝑘р∗ = 1,005 (
дел
мс
дел
)
)
)
Относительная погрешность коэффициента развертки:
𝛿кр
𝑘р − 𝑘р∗
= 100 ∗
𝑘р∗
Где 𝑘р – установленный коэффициент развертки.
𝑘р = 0,001
𝑘р = 0,002
𝑘р = 0,01
В
дел
В
дел
В
дел
𝛿кр = 100 ∗
𝛿кр = 100 ∗
𝛿кр = 100 ∗
0,1−0,101
0,101
0,2−0,202
0,202
1,0−1,005
1,005
= − 0,99%
= − 0,99%
= − 0,5%
2. Определение характеристик нелинейных искажений изображений
по осям Y и X.
Нелинейность
амплитудной
характеристики
канала
вертикального
отклонения оценивается отношением:
𝛿на =
max{|𝐿𝑦1 − 𝐿𝑦 |, |𝐿𝑦2 − 𝐿𝑦 |}
𝐿𝑦
Где max{|𝐿𝑦1 − 𝐿𝑦 |, |𝐿𝑦2 − 𝐿𝑦 |} – максимальная разность размеров
изображений амплитуды сигнала по вертикали
|𝐿𝑦1 − 𝐿𝑦 | = |6 − 6| = 0; |𝐿𝑦2 − 𝐿𝑦 | = |6 − 6| = 0, 𝛿на = 0
Нелинейность развертки определяется отношением:
𝛿нр =
max{|𝐿х1 − 𝐿𝑥 |, |𝐿х2 − 𝐿𝑥 |}
𝐿𝑥
Где max{|𝐿х1 − 𝐿𝑦 |, |𝐿х2 − 𝐿𝑦 |} – максимальная разность размеров
изображений полупериодов сигнала
|𝐿𝑥1 − 𝐿𝑥 | = |2 − 2| = 0; |𝐿𝑥2 − 𝐿𝑥 | = |2 − 2| = 0, 𝛿нр = 0
В данном проведенном эксперименте эффект искажения формы сигнала
не наблюдается.
Lx1,
Lx,
Lx2,
Ly1,
Ly,
Ly2,
дел
дел
дел
дел
дел
дел
2
2
2
6
6
δна, % δнр, %
6
0
0
3. Определить АЧХ канала вертикального отклонения.
𝐾(𝑓) =
𝐾(𝑓)
–
АЧХ,
𝐿2𝑎 (𝑓)
; 𝑓 = 1 кГц
𝐿(𝑓0 ) 0
представленная
в
относительных
единицах
соответствующих частот f.
Полученные значения внесены в протокол.
f, МГц
0,001
2
4
6
8
10
12
14
L2A(f), дел
6
6
5,8
5,6
5,4
5,2
5
4,4
k(f)
1
1
0,97
0,93
0,9
0,87
0,83
0,73
для
f, Гц
Область нижних частот
1000 600
100
50
9
8
7
5
4
3
L2A(f), дел
6
6
6
6
5,6
5,4
5,4
5
4,8
4
k(f)
1
1
1
1
0,93
0,9
0,9
0,83
0,8
0,67
k0 = 0,2 В/дел для закрытого входа 𝑓н = 20 Гц
L2A(f), дел
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
k(f)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
k0 = 0,2 В/дел для открытого входа 𝑓н = 20 Гц
f, Гц
L2A(f), дел
k(f)
Область нижних частот
8
7
6
5
4
3
2
1
5,2
5,2
5,2
4,8
4,4
4
3,2
1,6
0,87 0,87
0,87
0,8
0,73
0,67
0,53
0,27
k0 = 0,2 В/дел для закрытого входа 𝑓н = 20 Гц
L2A(f), дел
6
6
6
6
6
6
6
6
k(f)
1
1
1
1
1
1
1
1
k0 = 0,2 В/дел для открытого входа 𝑓н = 20 Гц
4. Измерить амплитудные и временные параметры сигналов по указанию
преподавателя.
Синусоидальная форма сигнала
kо, В/дел
La, дел
1
kp, мкс/дел
4,5
0,1
Lт, дел
3,7
U, В
4,5
b, дел
0,075
Амплитуда сигнала: U = kо*La = 1*4,5 = 4,5 (В)
Визуальная погрешность: δва = 100(b/La) = 100*(0,075/4) = 1,875 %
Относительная погрешность изменения амплитуды: δ = δk0 + δна + δва =
= 7,4 +0,05 + 1.875 = 9,325 (%)
Длительность временных параметров (периода, импульса):T = kр* Lт
tT пер =0,1 * 3,7 =0,37 (с)
tT имп = 0,1 * 0,9 = 0,09 (с)
Визуальная погрешность измерения длительности: δвд=100(b/LT)
δвд пер = 100*(0,075/3,7) = 2,03 (%)
δвд имп = 100*(0,075/0,9) = 8,3 (%)
Тогда относительная погрешность 𝛿𝑡 имп измерения длительности импульса:
δt = δkр + δнр + δвд
В
𝑘р = 0,1
дел
𝑘р = 0,2
дел
𝑘р = 1
В
В
дел
𝛿𝑡 имп = 0,99 + 0 + 8,3 = 9,29%
𝛿𝑡 имп = 0,99 + 0 + 8,3 = 9,29%
𝛿𝑡 имп = 0,498 + 0 + 8,3 = 8,798%
Относительная погрешность 𝛿𝑡 пер измерения периода
δt = δkр + δнр + δвд
𝑘р = 0,1
𝑘р = 0,2
𝑘р = 1
В
дел
В
дел
В
дел
𝛿𝑡 пер = 0,99 + 0 + 2,03 = 3,02%
𝛿𝑡 пер = 0,99 + 0 + 2,03 = 3,02%
𝛿𝑡 пер = 0,498 + 0 + 2,03 = 2,63%
Вывод
В ходе лабораторной работы, были определены основные погрешности
коэффициентов развертки и отклонения, которые соответствуют объявленным
погрешностям коэффициентов развёртки и отклонения. Кроме того, определена
амплитудно-частотная характеристика. Относительные погрешности измерений
амплитуды и временных параметров также были рассчитаны.
