Учебная лабораторная установка «Электрические измерения»

Учебная лабораторная установка «электрические измерения» представляет собой рабочее место для бригады студентов из двух человек и предназначена для проведения лабораторных занятий по дисциплинам «электрорадиоизмерения», «электротехнические измерения», «измерительная техника», «электрические измерения», «метрология и радиоизмерения» и другим учебным дисциплинам, изучающим принципы электрических измерений. Общая характеристика лабораторной установки. Конструктивно установка выполнена в напольном исполнении в виде базового модуля встроенного в лабораторную стойку. Лицевая сторона базового модуля имеет шесть панелей, все панели стационарные. Для обеспечения жесткости конструкции толщина металлического листа, из которого изготовлены передняя и боковые панели, составляет 1,5 мм. 2. Описание блоков для проведения лабораторных работ. На лицевых панелях блоков изображена функциональная схема, выведены необходимые контрольные гнезда и органы управления. Элементы схем отдельных блоков соединены с гнездами, необходимыми для коммутации схем. Ниже приведено описание стационарных блоков, входящих в комплект поставки лабораторной установки. 2.1. Стационарный блок №1 «источники сигналов» содержит: функциональный генератор, источник тока, источник напряжения, генератор нч. ― «функциональный генератор» - встроенный в лабораторный блок генератор сигналов с возможностью выбора формы сигнала, регулировкой амплитуды выходного сигнала от 0 до 5 в на частоте 1кгц. С помощью кнопочного переключателя предусмотрена возможность выбора формы сигнала из 5 вариантов различных форм сигнала. Один из вариантов формы сигнала «меандр». При выборе формы сигнала «меандр» предусмотрена возможность изменения скважности сигнала от 6 до 1,2. Функциональный генератор является встроенным и питается от внутреннего блока питания. На переднюю панель лабораторного блока выведены выходные гнёзда и регуляторы амплитуды (установка напряжения грубо и точно). ― «источник напряжения» - регулируемый источник постоянного напряжения обеспечивает подачу на вход исследуемых устройств постоянного напряжения, регулируемого в пределах 0-10 в. Источник напряжения имеет схему защиты от неправильного включения. Схема защиты срабатывает при превышении тока нагрузки 20ма. Выходные гнёзда и органы управления источником напряжения выведены на переднюю панель лабораторного блока. ― «источник тока» - регулируемый источник тока. Источник генерирует установленное значение тока, которое имеет минимальную зависимость от нагрузки и используется при изучении работы цифрового мультиметра в режиме постоянного тока, с помощью органов управления, ток регулируется в пределах от 0 до 50ма, с точностью установки 0,1ма. Выходные гнезда и органы управления источником тока выведены на переднюю панель лабораторного блока. ― «генератор нч» - позволяет получать синусоидальное напряжение с амплитудой 0-5 в и частотой 40 гц - 150 кгц. Выходные клеммы и регуляторы амплитуды (установка напряжения плавно и аттенюатор) выведены на переднюю панель лабораторного блока. 2.2. Стационарный блок № 2 «измерение напряжения и тока» на панели имеются изображения функциональной схемы цифрового мультиметра с переключателями режимов работы и пределов измерений. При измерении напряжений входное сопротивление составляет 1 мом. При измерении токов внутреннее сопротивление 100 ом при максимальной чувствительности микроамперметра. Переключение пределов измерений производится с помощью делителя входного напряжения 1:1, 1:10 и 1:100. Переключение пределов производится вручную с помощью переключателя. При изменении переменного напряжения имеется возможность подключения 3-х видов выпрямителей: детектор амплитудного значения, детектор средневыпрямленного значения, детектор действующего значения. В качестве индикатора используется ацп со встроенным семисегментным светодиодный индикатором. Разрядность индикатора 3,5. Максимальное входное напряжение 1,999 в. 2.3. Стационарный блок № 3 «измерение вах и ачх» включает в себя две функциональные зоны: вспомогательная схема для снятия вольт-амперных характеристик двухполюсников, вспомогательная схема для снятия амплитудно-частотных характеристик четырёхполюсников ― «вспомогательная схема для снятия вольт-амперных характеристик двухполюсников». Схема содержит 5 исследуемых схем двухполюсника. В каждой из которых вах не повторяется и соответствует реальным характеристикам реальных полупроводниковых приборов. Переключение исследуемых элементов производится вручную с помощью переключателя. Уровень входного напряжения 10 в. Значения токов 19,99 ма. Подключение внешних приборов осуществляется с помощью гнездовых разъемов диаметром 1,6 мм. ― «вспомогательную схему для снятия амплитудно-частотных характеристик четырёхполюсников». Схема измерения четырехполюсников предназначена для получения навыков снятия амплитудно-частотных характеристик с помощью внешнего генератора и вольтметра. Схема содержит 5 исследуемых схем ачх. Формы характеристик ачх соответствуют: фильтру высоких частот, фильтру низких частот, режекторному фильтру, полосовому фильтру, линейному усилителю. Переключение исследуемых четырехполюсников производится вручную с помощью переключателя. Уровень входного сигнала при измерении ачх 1.6 в. Диапазон частот 200гц – 8,5кгц. Подключение внешних приборов осуществляется с помощью гнездовых разъемов диаметром 1,6 мм. 2.4. Стационарный блок № 4 «формирователь напряжения заданной формы» позволяет изучать принципы цифрового синтеза аналогового напряжения различной формы. Есть возможность анализа работы устройства на всех этапах синтеза в основных местах цифрового устройства, путем контроля сигналов в контрольных гнездах расположенных на лицевой панели. Данный блок содержит: тактовый генератор с переключаемыми частотами, 4-х разрядный формирователь кодов управления адресами озу, оперативное запоминающее устройство с матрицей 4х16, формирователь записываемого двоичного 4-х разрядного кода, 4-х разрядный цифро-аналоговый преобразователь, источник опорных напряжений: 1,6 в, 4 в, 8 в. 2.5. Стационарный блок № 5 «изучение принципа работы частотомера» предназначен для изучения работы схемы электронно-счётного частотомера. Блок содержит входной формирователь импульсов, управляемый ключ, 6 разрядный двоично-десятичный счётчик, цифровой 6 разрядный 7 сегментный дисплей. В блоке предусмотрено переключение времени индикации. Тактовые импульсы для синхронизации блока автоматики формируются с помощью опорного генератора и переключаемого делителя частоты. Импульсы управления входным ключом вырабатываются блоком автоматики по сигналу с таймера времени индикации. 2.6. Стационарный блок № 6 «исследование ацп и цап» предназначен для изучения принципов работы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей в измерительных приборах. Для изучения темы автоматизация измерений вмонтированы аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Аналого-цифровой преобразователь имеет 6 разрядов. Входное напряжения ацп лежит в пределах от -2,5 в до 2,5в. Для индикации входного кода ацп рядом с ним расположен семисигментный индикатор с дешифратором двоичного кода в десятичный. Выходы ацп имеют возможность подключения к персональному компьютеру и к гнездам, расположенным на передней панели лабораторного блока, с помощью которых подключается семисегментный десятичный индикатор выходного кода. Схема исследования ацп позволяет снимать статические характеристики аналого-цифрового преобразования в ручном режиме, для этого используется встроенный источник напряжения. Ацп работает в динамическом режиме с амплитудой сигнала 2,5в с частотой до10кгц. В динамическом режиме информация с выходов ацп имеет возможность обработки с помощью персонального компьютера. Для исследования цифро-аналогового преобразования используется 6-ти разрядный цифро-аналоговый преобразователь. Входы цап подключены к гнездам, расположенным на передней панели лабораторного блока и имеет возможность подключения к персональному компьютеру. Выход цап подключен к фильтру низких частот. Для снятия статических характеристик цап имеется возможность с помощью гибких перемычек подать напряжение, соответствующее логической «1», «0», на входные гнезда цап. Для снятия динамических характеристик цап имеется возможность задавать значения на входах цап с помощью персонального компьютера. На выходе цап и на выходе фнч расположены гнезда для подключения осциллографа. 3. Внешние измерительные приборы 3.1. Осциллограф цифровой 3.2. Мультиметр цифровой c техническими характеристиками: • дисплей - 3 1/2 - разрядный, 7-сегментный жидкокристаллический индикатор. • автоматическое определение полярности постоянного напряжения и тока. • все пределы защищены от перегрузок. • постоянное напряжение диапазон измерений 100 мкb - 1000 b • переменное напряжение диапазон измерений 1 мb - 700 b • постоянный ток диапазон измерений 1 мкa - 20 а • переменный ток диапазон измерений 100 мка - 20 а • сопротивление диапазон измерений 0,1 ом - 20 мом