close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

EWB5

код для вставкиСкачать
1.
1.1.
1.2.
1.3.
2.
3.
4.
4.1.
4.2.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Вольтметр, амперметр...........................................................................................................2
Расположение.....................................................................................................................2
Режим постоянного тока...................................................................................................2
Режим переменного тока ..................................................................................................2
Направление тока источника переменного.........................................................................3
Устройство перемножения ...................................................................................................4
Осциллограф ..........................................................................................................................4
Общие сведения.................................................................................................................4
Измерение разности фаз напряжений..............................................................................6
«Измеритель АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter)»...........................................................................9
Общие сведения.................................................................................................................9
Измерение фазового сдвига напряжения на индуктивности.......................................10
Измерение фазового сдвига напряжения на индуктивности относительно тока......11
Измерение фазового сдвига напряжения на емкости относительно тока..................13
Измерение резонансной частоты ...................................................................................13
Измерение полосы пропускания ....................................................................................14
1. Вольтметр, амперметр
1.1. Расположение
Приборы расположены в панели «Indicators».
Вольтметры и амперметры имеют режим измерения:
DC (по умолчанию) – постоянный ток (напряжение)
AC – переменный ток (напряжение)
У приборов нельзя менять внутреннее сопротивление Resistance (R), которое у вольтметра
высокое (1 МОм), а у амперметра низкое (1мОм).
1.2. Режим постоянного тока
Полярность амперметра и вольтметра в среде Workbench определяется утолщенным
краем, который определяет отрицательный вывод прибора (или направление тока).
Если показание прибора (амперметра или вольтметра) положительная величина, то
направление тока совпадает с направлением реального тока, который протекает по
прибору от ‘+’ к ‘–‘. Если показание прибора – отрицательная величина, то реальное
направление тока противоположно, т.е. от ‘–‘ к ‘+’.
Положение приборов (вольтметров и амперметров) рекомендуется выставлять в
соответствии с направлением измеряемой величины. В противном случае знак
измеряемой величины может не соответствовать расчетным значениям.
Прибор автоматически изменяет шкалу (микро, мили, кило), вручную изменить шкалу
нельзя.
Для вращения прибора используется сочетание клавиш Ctrl-R (для смены знака показаний
не достаточно перевернуть прибор, необходимо его переподключить в обратном порядке).
1.3. Режим переменного тока
Для переключения прибора в режим измерения переменного тока, необходимо изменить
режим в свойствах прибора, вкладка Value, Mode – AC:
Порядок подключения прибора не имеет значения, т.к. прибор будет показывать модуль
действующего значения тока (напряжения).
2. Направление тока источника переменного
Направление тока источника переменного ЭДС при вращении элемента определяется
положением знака “~” в соответствии с изображением:
3. Устройство перемножения
Устройство перемножения находится в панели «Controls»
Общий масштабный коэффициент устройства перемножения устанавливается в поле
«Output gain (K):»
4. Осциллограф
4.1. Общие сведения
Прибор предназначен для построения временных диаграмм напряжений (и только
напряжений). Одновременно можно построить только две диаграммы (два напряжения). В
одной схеме можно использовать только один прибор.
Прибор имеет четыре входа:
Два нижних – соответственно вход А (левый) и вход B (правый).
Верхний правый – земля (обязательно подключать)
Последний – синхронизация (необязательно)
Прибор имеет два режима:
компактный:
развернутый (необходимо в компактном режиме нажать кнопку Expand):
В поле “Time base” устанавливается общая временная шкала: секунд на деление.
X position – смещение по оси абсцисс;
Y/T – отображение абсолютных величин напряжений;
B/A – отношение напряжения канала B к напряжению канала A;
A/B – отношение напряжения канала A к напряжению канала B;
Поле Trigger – параметры синхронизации
В поле Channel A (B) устанавливается индивидуально для каждого канала:
- масштаб вертикальной шкалы: Вольт на деление
- Y position – смещение диаграммы по вертикали
AC – режим измерения без учета постоянной составляющей
0 – нулевое показание
DC – режим измерения с учетом постоянной составляющей
4.2. Измерение разности фаз напряжений
Необходимо измерить разность фаз напряжений ϕ = ψ B −ψ A
1. Необходимо определить какая из диаграмм какому каналу принадлежит.
Например, можно в поле Channel B включить кнопку «0», тогда пропадет
диаграмма напряжения канала B:
Таким образом определили, что сигнал с меньшей амплитудой – это канал B.
2. Выставить визиры на соседних гребнях (или впадинах, или переходах через ноль
вверх, или переходах через ноль вниз) сигналов. Визир 1 на максимум канала А,
визир 2 – канал B:
3. В поле T2-T1 будет показано время между максимумами, которое будет
пропорционально разности фаз, отношение которой к периоду будет с
коэффициентом 360 градусов, будет численно равно разности фаз в градусах:
t −t
ϕ = ψ B −ψ A = 2 1 ⋅ 360 o = f ⋅ (t 2 − t1 ) ⋅ 360 o = 50 ⋅ 5.0000 ⋅10 −3 ⋅ 360 o = 90 o ,
T
где T – период, f – частота сигнала.
4. Если период (или частота) неизвестен, то его можно измерить, разместив визиры на
соседних пиках (впадинах, переходах через ноль) одного из сигналов:
T=T2-T1=20.0977 мс
f=1/T=49.757 Гц
Для уменьшения погрешности измерения рекомендуется изменять временной масштаб
(Time base) таким образом, чтобы визиры находились на экране максимально далеко друг
от друга:
5. «Измеритель АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter)»
5.1. Общие сведения
Измеритель имеет две пары входных разъемов, помеченных соответственно IN и OUT, на
которые подается соответствующее переменное напряжение. Назовем напряжение на
входе IN – UIN, напряжение на входе OUT – UOUT соответственно, как показано на
рисунке:
В режиме измерения АЧХ (кнопка Magnitude) измеритель строит зависимость
отношения выходного напряжения к входному от частоты: A(f)=UOUT(f)/UIN(f):
В режиме измерения ФЧХ (кнопка Phase) измеритель строит зависимость разности
начальных фаз выходного напряжения UOUT и входного напряжения UIN:
ϕ( f ) =ψU
OUT
−ψ U IN
При первом включении прибора необходимо отрегулировать крайние положения по
вертикали (поле Vertical F I) и горизонтали (поле Horizontal F I [Hz kHz MHz]) таким
образом, чтобы график заполнял весь экран. Горизонтальную шкалу обычно удобно
представлять в логарифмическом масштабе (кнопка Log), вертикальную шкалу в
линейном масштабе (кнопка Lin). Мышкой или с помощью кнопок-стрелок передвигая
визир на заданную частоту (частоту источника ЭДС в схеме) прибор в окне над текущей
частотой покажет измеренное значение (отношение сигналов A(f)=UOUT(f)/UIN(f) или
разность фаз ϕ (
Magnitude/Phase
f ) = ψ U OUT −ψ U IN
) в зависимости от выбранного режима
5.2. Измерение фазового сдвига напряжения на
индуктивности
Определить фазовый сдвиг напряжения на индуктивности относительно напряжения
источника ЭДС в RL-цепи, то есть ϕ = ψ U L − ψ E . Для этого необходимо выход OUT
подключить к индуктивности L таким образом, чтобы направление измеряемого
напряжения (UL) совпадало с направлением UOUT прибора (что численно
соответствуетψ U OUT
= ψ U L ). Аналогичным образом к источнику ЭДС подключается
вход IN прибора (соответственно ψ U IN
= ψ E ):
Для определения фазового сдвига между искомыми напряжениями на частоте 50 Гц,
необходимо выставить визир прибора на заданную частоту, при этом в окне над частотой
будет отображен фазовый сдвиг в градусах.
Согласно расчету:
E& ⋅ Z L
E& ⋅ jwL 220e j10° ⋅ j 3.14 220e j10° ⋅ 3.14e j 90°
&
UL =
=
=
=
= 66e j 82.56°
j17.44°
R + Z L R + jwL
10 + j 3.14
10.5e
начальная фаза напряжения на емкости равна ψ U L = 82.56° , тогда учитывая
начальную фазу источника ЭДС ψ E
= 10° , фазовый сдвиг напряжения на
− ψ E = 82.56° − 10° = 72.56° .
индуктивности составит ϕ = ψ U L
Экспериментальное значение составляет 72.41 градус. Погрешность обусловлена
неточной установкой визира на заданную частоту 50 Гц.
5.3. Измерение фазового сдвига напряжения на
индуктивности относительно тока
Для начала необходимо определить фазовый сдвиг напряжения на индуктивности
относительно напряжения на сопротивлении, то есть ϕ = ψ U L −ψ U R . Для этого
необходимо выход OUT подключить к индуктивности L таким образом, чтобы
направление измеряемого напряжения (UL) совпадало с направлением UOUT прибора (что
численно соответствуетψ U OUT
= ψ U L ). Аналогичным образом к сопротивлению R
подключается вход IN прибора (соответственно ψ U IN
= ψ U R ):
Для определения фазового сдвига между искомыми напряжениями на частоте 50 Гц,
необходимо выставить визир прибора на заданную частоту, при этом в окне над частотой
будет отображен фазовый сдвиг в градусах.
Прибор показывает значение 90 градусов.
Расчет комплексного напряжения на сопротивлении
E& ⋅ R
E& ⋅ R
220e j10° ⋅ 10 220e j10° ⋅ 10
− j 7.44°
&
UR =
=
=
=
=
209
e
R + Z L R + jwL 10 + j 3.14
10.5e j17.44°
тогда разность фаз:
ϕ = ψ U − ψ U = 82.56° − (−7.44°) = 90°
L
R
Определить фазовый сдвиг напряжения на индуктивности относительно тока
индуктивности. Прибор «Измеритель АЧХ и ФЧХ» не может напрямую измерить фазу
тока. Параметры тока можно определить только косвенно: например, индуктивность и
сопротивление включены последовательно, следовательно, по сопротивлению проходит
тот же ток, что и по индуктивности. Согласно закону Ома, напряжение на сопротивлении
U R = I ⋅ R , причем
начальная фаза напряжения и тока на сопротивлении всегда совпадаютψ I R = ψ U R .
эквивалентно току с точностью до коэффициента R, то есть
Тогда для получения начальной фазы тока, достаточно измерить начальную фазу
напряжения на сопротивлении, по которому проходит искомый ток. Таким образом в
примере, фактически измеряется фазовый сдвиг напряжения на индуктивности
относительно тока индуктивности:
ϕ = ψ U − ψ I , который всегда равен 90 градусов.
L
5.4. Измерение фазового сдвига напряжения на
емкости относительно тока
Измерение фазового сдвига напряжения на емкости относительно тока емкости:
5.5. Измерение резонансной частоты
В режиме АЧХ установить визир в максимальную точку:
fрез=5027 Гц – резонансная частота
Или в режиме ФЧХ установить визир в точку, где фаза равна 0º (или близкое к нулю
значение):
fрез=5027 Гц – резонансная частота
5.6. Измерение полосы пропускания
В режиме ФЧХ:
a. Переместить визир в позицию, где фаза равна ϕ = 45° . Записать частоту f1 ,
отображаемую в нижнем окошке прибора.
b. Переместить визир в позицию, где фаза равна ϕ = −45° . Записать частоту
f 2 , отображаемую в нижнем окошке прибора.
c. Вычислить получившуюся полосу пропускания f ПП = f 2 − f1 . Вычислить
погрешность измерения полосы пропускания f ППэксп .
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
63
Размер файла
247 Кб
Теги
ewb5
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа