Измерение нескольких напряженийИ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ MULTISIM
Методические указания к виртуальной лабораторной работе по курсу «Теоретические основы электротехники» для студентов специальности 140211 «Электроснабжение»
Печатается в авторской редакции
Рецензент В. М. Ефременко
Подписано в печать 16.01.2008. Формат 60´80/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,7. Тираж 100 экз. Заказ ГУ КузГТУ. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГУ КузГТУ. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 а.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ИНСТРУМЕНТАРИЯ MULTISIM Методические указания к виртуальной лабораторной работе по курсу «Теоретические основы электротехники» для студентов специальности 140211 «Электроснабжение» Составитель В. Н. Матвеев
Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 4 от 27.12.2007
Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 140211 Протокол № 2 от 14.01.2008
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2008 СОДЕРЖАНИЕ 1. Измерения при произвольной форме входного сигнала. 2
1.1. Измерение мгновенных значений напряжения с помощью осциллографа................................. 2 1.2. Реализация дифференциального входа с помощью осциллографа..................................4 Измерение нескольких напряжений с помощью Осциллографа............................................5 1.4. Измерение мгновенных значений тока с помощью осциллографа........................................... 6 1.5. Измерение мгновенных значений мощности......... 9 1.6. Измерение мгновенных значений энергии, запасенной в конденсаторе и индуктивности................. 9 1.7. Использование осциллографа в режиме характериографа........................................ 10
2. Измерения при наличии гармонического входного сигнала........................................13
2.1. Измерение комплекса напряжения.................13 2.2. Измерение комплекса тока........................16 2.3. Измерение комплекса сопротивления...............17
3. Порядок выполнения работы....................... 17
Контрольные вопросы.............................. 17
Список рекомендуемой литературы................... 18
1. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЕ ВХОДНОГО СИГНАЛА 1.1. Измерение мгновенных значений напряжения с помощью осциллографа
Наблюдение за изменением мгновенных значений параметров и их измерение производятся в программе Multisim с помощью осциллографа. На рис. 1 приведена схема для исследования переходного процесса в RC -цепи при включении ее к источнику переменного напряжения с частотой 2 кГц. Задачей является измерение максимального напряжения на резисторе R во втором периоде осциллограммы тока и начальной точки пересечения тока с осью абсцисс в этом периоде. Для этого вход канала А осциллографаподключается к незаземленному выводу конденсатора, а верхний правый вывод осциллографа заземляется. На рис. 1 приведено изображение, получаемое на экране осциллографа, которое совершенно неинформативно.
Рис. 1
Для получения качественного изображения необходимо увеличить цену деления по оси Х и раздвинуть картинку, чтобы вместо сплошного изображения увидеть периодическую кривую. Учитывая, что период при частоте 2 кГц составляет 500 мкс, выберем цену деления по оси времени такой, чтобы период составлял примерно две клетки. Для этого в поле Timebase осциллографа установим значение этого параметра 200 мкс/дел (µs/Div). После этого мы получим более информативное изображение, приведенное на рис. 2.
Рис. 2
Поскольку цифровые осциллографы хранят в памяти информацию для всего измеренного ряда мгновенных значений, этапы снятия и обработки информации могут быть разделены. Для удобства наблюдения и измерений необходимо также изменить масштаб и по оси Y, что показано на рис. 3.
Рис. 3
Для измерений можно воспользоваться двумя курсорами 1и 2, координаты пересечения которых с исследуемой кривой отображаются на двух табло, расположенных под экраном. По результатам измерений с помощью этих курсоров можно установить, что максимум напряжения на втором периоде составляет 2,0 В, а время пересечения кривой напряжения с осью абсцисс равно 577,3 мкс. Эти данные можно фиксировать в текстовом файле, выбрав позицию Save на панели осциллографа. При этом создается файл с тем же именем, что и у файла *.msm, но с расширением *.scp.
1.2. Реализация дифференциального входа с помощью осциллографа
Аналогом дифференциальных усилителей в Multisim являются зависимые источники напряжения, управляемые напряжением ИНУН). На рис. 4 показаны схема и осциллограммы для измерения сдвига фазы между напряжениями на конденсаторе и катушке индуктивности.
Рис. 4
Поскольку входное сопротивление этих источников бесконечно велико, они не вносят искажений в режим схемы, а выходной потенциал их при заземлении одного зажима пропорционален (а при единичном коэффициенте передачи просто равен) входному напряжению.
Измерение нескольких напряжений
|
