Осциллографтар

Кесте

Көпірлік схемалар түрі

Өлшенетін параметр теңдеуі

Тұрақты ток көпірі

Аз кедергілерді өлшеуге арналған қосарланған көпір

R _пр=0Δ R =0 үшін

Конденсатор параметрін өлшеу көпірі: а) шығын бұрышы аз болғанда

б) шығын бұрышы үлкен болғанда

в) жоғары кернеулі бөліп теңгеретін көпір

Орам параметрін өлшеу көпірі

 

өзара индуктивтілікті өлшеу көпірі

Тұрақты ток компенсаторы

үшін

Екі координаталы айнымалы ток компенсаторы

үшін

Көпір схемаларының кеңінен қолданылуы олардың көмегімен өлшеу нәтижесін жоғары дәлдікпен алуға болатындығы, жоғары сезімталдығы және әртүрлі шамаларды өлшеуге мүмкіндік беретіндігімен түсіндіріледі. Көпір схемалары құратын иықшалардың сипатына, көпірді қоректендіретін ток түріне байланысты көпірлер тұрақты және айнымалы ток көпірлері болып екіге бөлінеді.

Схема түріне байланысты төрт иықты (жалқы) және алты иықты (қосарланған) болуы мүмкін Теңгерілу түріне байланысты қолмен немесе автоматты теңгерілетін болып бөлінеді. Айнымалы және тұрақты ток кернеуі мен ЭҚК-ті өлшеу үшін тұрақты және айнымалы ток компенсаторлары қолданылады. Қолмен немесе автоматты түрде теңгерілетін компенсаторлар болып бөлінеді

Көпірлік схемалардың және компенсаторлардың негізгі артықшылықтары мыналар:

- өлшеуді өте жоғары дәлдікпен жүргізуі;

- өлшеу тізбегінен қуат тұтынбайды;

- өлшенетін шаманың өте кең аралықтағы мәндерін өлшеуге мүмкіндік береді;

- жоғары сезімталдылығы.

Ток түріне байланысты көпірлер мен компенсаторлар айнымала немесе тұрақты ток тізбектері үшін арналған болуы мүмкін.

1.10.1. Электрлік шамаларды электронды сәулелі осциллографтар көмегімен өлшеу

Жалпы мағлұматтар

Электронды осциллограф дегеніміз зерттеліп отырған электрлік сигналдардың формасын сырттай бақылауға арналған өлшеу аспабы. Олардың көмегімен электрлік сигналдардың жиілігін, периодын, амплитудасын және фазалық ығысу бұрышын өлшеуге болады.

Электронды осциллографтың негізгі элементі – электронды-сәулелі түтікше (1.10.1-сурет).

1.10.1 сурет. Электронды-сәулелі түтікше құрылысы

Түтікше экранының ішкі беті электрондар соққан кезде жарық бөліп шығаратын зат – люминоформмен қапталған. Электрондар ағыны неғұрлым көп және екпінді болса, олардың соққан бөліктері де соғұрлым көп жарықталынады. Электрондар ағыны экранға қарама-қарсы түтікшенің екінші бөлігінде орналасқан электронды зеңбіректен (электронная пушка) шығады. Ол қыздырғыш элементтен (1) және катодтан (2) құралады. Электронды зеңбірек пен экран арасында экранға қарай ұшып келе жатқан электрондар ағынын реттеуге арналған модулятор (3), электрондарды жинақтап электрондар шоғына айналдыратын және оларға қажетті үдеу беретін фокустағыш (4) және үдеткіш (5) анодтар, сонымен қатар электрондар шоғы ағынының горизонталь Y және вертикаль X осьтер бойындағы координаталарын өзгертуге арналған (6) көлденең және (7) тік ауытқыту пластиналарының жұбы орналасқан.

Электорнды сәулелі түтікше келесі ретпен жұмыс жасайды:

Қыздырғыш элемент ұштарына айнымалы кернеу, модуляторға тұрақты кернеу ал анодтарға катодқа қарағанда қарағанда кері бағытпен оң кернеу береміз, сондай-ақ бірінші анодқа (фокустаушы) берілген кернеу екінші анодтағыға (үдетуші) қарағанда айтарлықтай жоғары. Ауытқытушы пластиналарға электрондар шоғын экранның ортасына қарағанда кез-келген бағытта жылжытуға мүмкіндік беретін тұрақты кернеу мен қатар зерттеліп отырған сигалдардың формасын белгілі бір ұзындыққа жазбалайтын айнымалы кернеуде беріледі.

Зерттеліп отырған сигналдың экранда қалай кескінделеті-нін түсіну үшін экранды шеңбер тәрізді (1.10.2-сурет) деп алып оның ішіне ауытқытушы пластиналарды орналастырамыз. Егер гаризонталь (Пх) ауытқытушы пластиналарға ара тісі тәрізді (U_x) кернеу беретін болсақ, онда экран бетінде жазбалаушы сызық немесе жазбалаушы деп аталатын – жарық горизонталь сызық пайда болады. Бұл сызықтың ұзындығы ара тісі кернеудің амплитудасына байланысты.

Егер Пх- пластиналарына ара тісі тәрізді кернеу берген кезде вертикаль (Пу) ауытқытушы пластиналарға формасы сину-соидалы айнымалы (U_y) кернеу беретін болсақ, онда жазбалаушы сызық осы тербеліс формасына сәйкес қисық түрге ие болады. Ара тісі тәрізді кернеу мен синусоидалы кернеудің периодтары бір-бірімен теңескен кезде экран бетінде зерттеліп отырған сигналдың бір периодына сай келетін кескін пайда болады.

1.10.2 сурет. Осциллограф экранында сигнал кескінінің пайда болуы

Жиіліктерді салыстыру – осциллограф көмегімен жиілікті өлшеу әдісі

Жиілігі f_х (U_х) кернеуі мен Лиссажу фигурасының формасына қарап жиілігі белгісіз (U_у) кернеуінің f_у жиілігін анықтауға болады. Лиссажу фигураларының кескіні 1.10.3-суретте көрсетілген.

f_x/f_y=2/3

f_x/f_y=1/3

f_x/f_y=1/2

f_x/f_y=1/1

1.10.3 сурет. Сигналдар жиіліктерінің қатынасы мен фазалық ығысуы әртүрлі болғандағы Лиссажу фигураларының кескіні

Белгісіз жиілікті өлшеу үшін екі каналды осциллографтың кірістеріне сырттай жазбалау режимімінде (U_x) және (U_у) кернеуерін беру керек, егер бұл сигналдардың жиліктерінің қатынасы бүтін санға тең болатын болса, онда экран бетінде Лиссажу фигурасы деп аталатын кескін пайда болады.

Ол үшін екі каналды осциллографтың X каналына жиілігі стандартты (f_x=50 Гц), ал Y каналына жиілігі өзгермелі кернеу көзінен әртүрлі жиіліктегі кернеуді беремізде әртүрлі жиіліктер қатынасына сәйкес келетін Лиссажу фигураларын аламыз. Лиссажу фигурасының жоғарыдан төмен қараған төбелерінің саны (m) мен солдан оңға қараған төбелерінің (n) сандарының қатынасы арқылы мына формуламен белгісіз жиілікті анықтаймыз:

,

мұндағы m мен n – сәйкесінше Лиссажу фигурасының жоғарыдан төмен және солдан оңға қараған төбелерінің саны.

Синусоидалды екі кернеудің арасындағы фазалық ығысу бұрышын анықтау

Жұмыстың бұл пунктін орындау үшін 1.10.4-суреттегі схеманы жинау керек, яғни осциллографтың бір каналына фаза ығыстырғыш құрылғының (ФСУ) кірісінен, ал екінші каналына оның шығысынан сигналдар береміз.

Фаза ығыстырғыш құрылғы

а)

б)

1.10.4 сурет. Фазалық ығысу бұрышын элипс әдісімен өлшеу

Егер генератордан шығатын кернеу жиілігін өзгертетін болсақ, онда фаза ығыстырғыш құрылғының кірісі мен шығысындағы сигналдардың арасындағы фазалық ығысу бұрышы өзгереді. Фазалық ығысу бұрышын анықтау үшін Лиссажу фигурасын алуымыз керек, бұл жағдайда Лиссажу фигурасы элипс формасына ие болады. Экранда пайда болған элипстің кіші диаметрі L_ab қимасына, ал оның абсцисса осіне проекциясы L_cd қимасына тең болса, онда осы қималардың қатынасының синусы екі сигналдың арасындағы фазалық ығысу бұрышына тең болады, яғни:

Жоғарыдағы 1.10.4-суреттен екі электрлік сигналдар арасындағы фазалық ығысу бұрышын элипс әдісімен өлшеу схемасы (1.10.4-сурет, а) мен экранда пайда болатын элипстің кескінінен фазалық ығысу бұрышының (1.10.4-сурет, б) қалай анықталатындығын көруге болады.

Дата добавления: 2015-04-30