|
|
Nr W dzienniku |
Zespół Szkół Łączności w Krakowie |
|
|
|
38 |
|
|
Nr ćw. |
|
|
|
|
12 |
Badanie własności metrologicznych mierników |
19.09.2000 |
|
|
Badanie własności metrologicznych mierników
1. Zapoznać się z budową miernika V-640
a/ podać jego własności metrologiczne
b/ narysować schemat blokowy, opisać zasadę pracy i wyposażenie dodatkowe
2. Podać własności metrologiczne mierników:
a/ YF3503
b/ EDM83
c/ UT2001
3. Dla Fg = 1kHz ustawić na oscyloskopie U = 5Vss dla Rg = 600 i wykonać pomiary w/w miernikami napięcia i poziomu:
= 20log Ux/Uo gdzie Uo = 0,775V dla Po = 1mW na Robc = 600
4. Utrzymując Ug = 5Vss zmieniać Fg po wartościach:
50; 100; 150; 200; 250; 500; 1000Hz
1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 8; 10; 15; 20; 30; 50; 80; 100; 120; 150kHz
odczytać wskazania mierników i na ich podstawie wykonać wykresy U=f(F), A=f(F).
Wyznaczyć częstotliwości graniczne przy:
a/ -1dB
b/ -3dB
5. Dla wszystkich mierników przy Fg = 1kHz i Ug = 5Vss wykonać pomiary dla przebiegów:
a/ sinusoidalnych
b/ trójkątnych
c/ prostokątnych przy m = 50%
6. Dla miernika V-640 przy Ug = 5Vss wykonać pomiary przy:
Fg = 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 50; 80; 100; 120; 150; i 200 kHz
a/ bez sondy w. cz.
b/ z sondą szczytową w. cz.
c/ z sondą międzyszczytową w. cz.
Na podstawie otrzymanych wyników wykonać wykresy U = f(F)
7. Podać wnioski własne.
8. Podać wykaz przyrządów.
Lp. |
Fpom.[Hz] |
V-640[V] |
V-640[dB] |
YF3503[V] |
EDM83[V] |
EDM83[dB] |
UT2001[V] |
1 |
50 |
1,71 |
7 |
1,74 |
1,764 |
7,1 |
1,72 |
2 |
100 |
1,72 |
7 |
1,75 |
1,753 |
7,1 |
1,75 |
3 |
150 |
1,71 |
7 |
1,74 |
1,747 |
7 |
1,75 |
4 |
200 |
1,7 |
6,9 |
1,74 |
1,743 |
7 |
1,74 |
5 |
250 |
1,7 |
6,9 |
1,74 |
1,74 |
7 |
1,74 |
6 |
500 |
1,7 |
6,9 |
1,73 |
1,735 |
7 |
1,73 |
7 |
1000 |
1,72 |
7 |
1,76 |
1,748 |
7 |
1,75 |
8 |
1500 |
1,72 |
7 |
1,76 |
1,718 |
6,9 |
1,74 |
9 |
2000 |
1,72 |
7 |
1,76 |
1,682 |
6,7 |
1,73 |
10 |
2500 |
1,72 |
7 |
1,77 |
1,64 |
6,5 |
1,72 |
11 |
3000 |
1,73 |
7 |
1,76 |
1,595 |
6,2 |
1,73 |
12 |
4000 |
1,73 |
7 |
1,75 |
1,504 |
5,7 |
1,73 |
13 |
5000 |
1,73 |
7 |
1,74 |
1,418 |
5,2 |
1,74 |
14 |
8000 |
1,73 |
7 |
1,69 |
1,222 |
3,9 |
1,83 |
15 |
10000 |
1,72 |
7 |
1,64 |
1,139 |
3,3 |
1,94 |
16 |
15000 |
1,7 |
7 |
1,58 |
|
|
|
17 |
20000 |
1,7 |
7 |
1,44 |
|
|
|
18 |
30000 |
1,7 |
7 |
|
|
|
|
19 |
50000 |
1,7 |
7 |
|
|
|
|
20 |
80000 |
1,7 |
7 |
|
|
|
|
21 |
100000 |
1,69 |
6,8 |
|
|
|
|
22 |
120000 |
1,61 |
6,5 |
|
|
|
|
23 |
150000 |
1,48 |
5,8 |
|
|
|
|
Fpomiarowa = 1000Hz Ug = 5Vss
U wejściowe |
V-640 [V] |
YF3503 [V] |
EDM83 [V] |
UT2001 [V] |
sinus |
1,71 |
1,75 |
1,739 |
1,74 |
trójkąt |
1,38 |
1,4 |
1,453 |
1,4 |
prostokąt |
2,73 |
2,78 |
2,403 |
2,83 |
Napięcie pomiarowe Ug = 5Vss
1. Multimetr V-640
a/ własności metrologiczne miernika V-640
|
|
Napięcie stałe |
1,5mV…1500V |
Napięcie zmienne |
1,5mV…1500V |
Prąd stały |
150nA…1,5A |
Prąd zmienny |
150nA…1,5A |
Rezystancja |
2…10G |
|
|
Bezpośredni |
10Hz…20kHz |
Z sondą w. cz. |
1kHz…1000MHz |
Skala dB |
-60…+60 |
Dokładność pomiaru |
±1,5% |
Rezystancja wejściowa |
100M |
Zasilanie |
Bateryjne |
b/ praca V-640
Schemat blokowy:
Schemat sondy V4025:
Zasada działania
Wzmacniacz napięcia (zasadnicza część multimetru) to układ o wzmocnieniu bezpośrednim, o dużym współczynniku wzmocnienia i dużej rezystancji wejściowej. Jest ona uzyskana dzięki zastosowaniu na wejściu symetrycznego podwójnego tranzystora polowego. Prąd wejściowy tego tranzystora jest skutecznie kompensowany w całym zakresie temperatury pracy przyrządu, dzięki czemu nie występuje wychylenie początkowe wskazówki.
Cały układ wzmacniacza objęty jest pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego o wartości zmienianej za pomocą dzielnika sprzężenia zwrotnego. Dzielnik ten i wejściowy dzielnik oporowy umożliwiają wybór zakresu pomiarowego. Dla uzyskania zwiększonej odporności na zakłócenia podczas pomiarów napięć stałych wzmacniacz posiada dodatkową pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego dla składowej zmiennej tak, że tłumienie sygnałów o częstotliwości 45…65Hz podczas pomiarów napięć stałych na zakresie 1,5mV wynosi ok. 40dB. Ten sam wzmacniacz jest wykorzystywany podczas pomiaru napięć i prądów zmiennych do 20kHz. Liniowość skali miernika podczas tych pomiarów jest zagwarantowana oryginalnym układem przetwornika napięcia zmiennego na stałe dołączonego do wyjścia wzmacniacza. Przetwornik składa się z prostownika diodowego i wzmacniacza i silne sprzężenie umożliwia uzyskanie wysokiej dokładności i liniowości przetwarzania w szerokim zakresie częstotliwości.
Przyrząd ma wbudowane skutecznie działające układy zabezpieczające przed przeciążeniem.
Układ elektryczny i konstrukcja mechaniczna przyrządu zawierają szereg oryginalnych, opatentowanych rozwiązań.
Zastosowanie
Multimetr elektroniczny V-640 jest uniwersalnym analogowym przyrządem wielozakresowym do pomiaru:
Napięć stałych
Napięć zmiennych
Prądów stałych
Prądów zmiennych
Poziomu w decybelach
Rezystancji
Temperatury (przy użyciu sondy)
Wyposażenie dodatkowe
Sonda w. cz. Do 1000MHz
Sonda napięć stałych i zmiennych do 30kV
Sonda wartości międzyszczytowych napięcia do 1000V
Sonda do pomiaru temperatury w zakresie -150…+500C
Dzielnik pojemnościowy (nakładka na sondę w. cz.) do 500V
Trójnik pomiarowy standard złączy:
2. Inne mierniki.
a/ YF3503
Napięcie stałe |
200mV…1000V |
Napięcie zmienne |
200mV…750V |
Prąd stały |
200A…20A |
Prąd zmienny |
200A…20A |
Rezystancja |
200…20M |
Pojemność |
2nF…20F |
b/ EDM83
Napięcie stałe |
400mV…1000V |
Napięcie zmienne |
400mV…750V |
Pojemność |
4nF…40F |
Indukcyjność |
40mH…40H |
c/ UT2001
Napięcie stałe |
200mV…1000V |
Napięcie zmienne |
200mV…750V |
Prąd stały |
200A…10A |
Prąd zmienny |
2mA…10A |
Pojemność |
2nF…20F |
Rezystancja |
200…200M |
3. Pomiary wyżej.
4. Wykresy:
6. Pomiary i wykres wyżej.
7. Wnioski
Najszerszy zakres pomiarowy napięcia (1,5mV…1500V) posiada multimetr V-640, jako miernik analogowy. Spośród mierników cyfrowych najlepsze zakresy (200mV…1000V stały, 200mV…750V zmienny) posiadają UT2001 i YF3503.
Najszerszy zakres pomiarowy prądu (200A…20A) posiada YF3503. Zaś V-640 posiada najniższą dolną granicę zakresu pomiarowego.
Najszerszy zakres pomiarowy rezystancji (2…10G)posiada V-640. Z mierników cyfrowych najlepszy pod tym względem jest UT2001 (200…200M).
Tylko mierniki V-640 oraz EDM83 umożliwiają pomiar poziomu w decybelach.
Tylko miernik V-640 posiada możliwość pomiaru temperatury za pomocą sondy temperaturowej.
Miernik V-640 jako multimetr analogowy jest ze wszystkich prezentowanych tu mierników najbardziej odporny na zmiany częstotliwości, pomiary z niewielką niedokładnością można prowadzić jeszcze przy F = 80kHz. Następne w tej kategorii są YF3503 i UT2001 (do ok. 5kHz), na końcu plasuje się EDM83 (do ok. 1000Hz).
8. Przyrządy
Generator TTi TG215
Multimetr V-640 (III/1/477PE)
Multimetr EDM83
Multimetr YF3503
Oscyloskop OX 800
Lp. |
Fpom. [Hz] |
V-640 bez sondy [V] |
V-640 z sondą szczytową [V] |
V-640 z sondą międzyszczytową [V] |
1 |
100 |
1,72 |
0,12 |
4,71 |
2 |
200 |
1,7 |
0,15 |
4,74 |
3 |
500 |
1,7 |
0,3 |
4,75 |
4 |
1000 |
1,72 |
0,58 |
4,76 |
5 |
2000 |
1,72 |
0,9 |
4,76 |
6 |
3000 |
1,73 |
1,12 |
4,76 |
7 |
4000 |
1,73 |
1,25 |
4,76 |
8 |
5000 |
1,73 |
1,35 |
4,76 |
9 |
8000 |
1,73 |
1,49 |
4,75 |
10 |
10000 |
1,72 |
1,54 |
4,74 |
11 |
20000 |
1,7 |
1,65 |
4,73 |
12 |
50000 |
1,7 |
1,71 |
4,73 |
13 |
80000 |
1,7 |
1,73 |
4,72 |
14 |
100000 |
1,69 |
1,73 |
4,72 |
15 |
120000 |
1,61 |
1,73 |
4,72 |
16 |
150000 |
1,48 |
1,73 |
4,72 |
17 |
200000 |
1,19 |
1,73 |
4,72 |
10
10
10
10