СРЕДНЕЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАНИЕ

З.А. ХРУСТАЛЁВА

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЯ.

ПРАКТИКУМ

Рекомендовано

ФГУ «Федеральный институт развития образования»

в качестве учебного пособия для использования

в учебном процессе образовательных учреждений,

реализующих программы среднего профессионального образования УДК 621.3(075.32) ББК 31.294.9я723 Х95 Рецензенты:

А.В. Кочергина, преподаватель спецдисциплин Московского технического колледжа, В.А. Гурьев, начальник отдела НПО им. С.А. Лавочкина Хрусталёва З. А.

Х95 Электротехнические измерения. Практикум : учебное пособие / З. А. Хрусталёва. — М. : КНОРУС, 2010. — 240 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-406-00198- Для каждой лабораторной работы приведены краткие теоретические сведения, структурные схемы использованных приборов и схемы их соединения, порядок выполнения работы, контрольные вопросы для проверки полученных знаний и тесты для защиты работы.

Для студентов техникумов и колледжей приборостроительных специальностей и электронного профиля.

УДК 621.3(075.32) ББК 31.294.9я Хрусталёва Зоя Абдулвагаповна

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.

ПРАКТИКУМ

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.003365.04.09 от 01.04.2009 г.

Изд. № 929. Подписано в печать 31.03.2010. Формат 6090/16.

Гарнитура «PeterburgC». Печать офсетная.

Усл. печ. л. 15,0. Уч.изд. л. 12,0. Тираж 2000 экз. Заказ №.

ООО «Издательство КноРус».

129110, Москва, ул. Большая Переяславская, 46, стр. 7.

Тел.: (495) 6807254, 6800671, 6801278.

Email: [email protected] http://www.knorus.ru Отпечатано в ОАО «Московская типография № 2».

129085, Москва, пр. Мира, 105.

Хрусталёва З. А., ООО «Издательство КноРус», ISBN 978-5-406-00198- СОДЕРжАНИЕ Предисловие.................................. РАЗДЕЛ 1. Основы теории и практики измерений........... 1.1. Общие сведения................................ 1.2. Основные метрологические понятия, термины и определения... 1.3. Классификация измерений......................... 1.4. Классификация измерительных приборов и их шкал......... 1.5. Основные показатели шкал и приборов.................. 1.6. Погрешности измерений........................... РАЗДЕЛ 2. Лабораторные работы..................... Лабораторная работа 1. Измерение напряжения переменного тока аналоговым и цифровым электронными вольтметрами.............. Лабораторная работа 2. Подготовка и проверка работы мультиметра..... Лабораторная работа 3. Подготовка и проверка работы низкочастотного генератора............................... Лабораторная работа 4. Подготовка и проверка работы высокочастотного генератора.............................. Лабораторная работа 5. Подготовка и проверка работы генератора импульсов................................... Лабораторная работа 6. Исследование гармонических сигналов с помощью электронного осциллографа...................... Лабораторная работа 7. Исследование импульсных сигналов с помощью электронного осциллографа...................... Лабораторная работа 8. Измерение частоты повторения сигнала осциллографическими методами........................... Лабораторная работа 9. Измерение частоты повторения сигнала цифровым частотомером................................ Лабораторная работа10. Измерение коэффициента амплитудной модуляции осциллографическими методами................... Лабораторная работа 11. Измерение параметров полупроводниковых диодов и транзисторов................................. Лабораторная работа 12. Измерение параметров интегральных микросхем... Ответы на тесты для защиты лабораторных работ................ РАЗДЕЛ 3. Практические работы..................... Практическая работа 1. Изучение электромеханических Практическая работа 2. Изучение электромеханических Приложение 1. Единицы физических величин, применяемые Приложение 2. Изображения лицевых панелей электронных приборов, использованных в лабораторных работах........... Приложение 3. Информационные знаки на шкалах электроизмерительных приборов....................... Приложение 4. Справочные сведения о некоторых диодах

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебное пособие представляет собой практикум по лабораторным работам и предназначен для обучения студентов техникумов и колледжей в рамках дисциплины «Электротехнические измерения»

(ЭТИ) по специальностям 220101 «Вычислительные машины, системы, комплексы и сети» и 220104 «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей». Пособие может быть частично использовано при подготовке специалистов приборостроительных специальностей электронного профиля, таких как «Радиоаппаратостроение», 220205 «Автоматические системы управления», 210104 «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы».

Данное пособие входит в блок учебных пособий по предмету «Электротехнические измерения». Ранее автором составлены учебник и задачник, изданные издательством «КноРус».

Каждая лабораторная работа рассчитана на выполнение в течение двух академических часов. В процессе выполнения работ студенты должны овладеть практическими навыками работы с электронной измерительной аппаратурой, понять особенности подготовки конкретных приборов к работе, научиться ориентироваться в широком парке электронных средств измерений и по поставленной задаче выбирать оптимальный прибор. Поэтому содержание лабораторных работ не только соответствует теоретической части изучаемой дисциплины, но и логически продолжает ее, способствуя закреплению и углублению приобретенных знаний.

Особое значение придается записи и обработке экспериментальных данных, полученных в процессе выполнения работ.

Пособие содержит краткие теоретические сведения по темам выполняемых работ. Для каждой работы приведены порядок ее выполнения и требования к содержанию отчета и выводов. Для проверки полученных знаний после каждой лабораторной работы приведены контрольные вопросы и тесты для ее защиты, которые при необходимости могут быть перепрограммированы.

В действующей примерной программе Министерства образования Российской Федерации по измерительным генераторам от 2004 г. содержится только одна лабораторная работа по изучению генератора высоких частот. В данное учебное пособие дополнительно включены еще две работы по изучению генератора низких частот и генератора импульсов.

В пособие введены также две практические работы по изучению электромеханических приборов, не содержащиеся в примерной проПредисловие грамме, которые позволят студентам более уверенно работать с электромеханическими приборами и избежать распространенных ошибок.

В приложениях приведены основные единицы измерения, применяемые в электронике, изображения лицевых панелей приборов, используемых в работах, условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов, справочные сведения о некоторых диодах и микросхемах.

Разнообразие представленных лабораторных работ позволит учебным заведениям выбрать такие работы, которые более всего отвечают их специфике и материально-технической базе.

Учебное пособие составлено с учетом использования типовых приборов, которые могут быть заменены приборами, имеющимися в конкретном учебном заведении. При этом методика измерений, изложенная в пособии, полностью сохраняется.

Автор выражает глубокую признательность рецензентам А.В. Кочергиной и В.А. Гурьеву за ценные замечания, высказанные на этапе рецензирования рукописи.

Отдельная благодарность студентам И.В. Мозговому и П.И. Чашину за практическую помощь в подготовке рукописи к изданию.

Отзывы и предложения по содержанию данного пособия следует направлять по адресу: Москва, Б. Переяславская, 46, стр. 7, ООО «Издательство КноРус».

При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать требования безопасности.

Для обеспечения максимальной результативности и безопасности студенты должны допускаться к выполнению лабораторных работ только после проверки преподавателем знаний соответствующих разделов теории и проведения инструктажа по технике безопасности с последующей подписью каждого проинструктированного в специальном журнале.

Допускается включение приборов только с разрешения преподавателя или лаборанта после проверки схемы соединения приборов.

Включение неправильно собранной схемы может привести к поломке дорогостоящего измерительного оборудования.

По окончании выполнения работы и предъявлении результатов эксперимента преподавателю для проверки студенты обязаны отключить приборы от сети, привести рабочее место в порядок и сдать его лаборанту.

Запрещается:

• самостоятельно устранять неисправности;

• несанкционированно передвигаться по лаборатории;

• отлучаться с рабочего места, оставив включенные приборы.

Действующее напряжение в макетах и приборах (до 300 В) может привести к поражению электрическим током и механическим травмам.

Во избежание этого необходимо изучить и неукоснительно соблюдать основные правила безопасности.

1. Вся аппаратура включается в сеть 220 В, 50 Гц. Поэтому свободной рукой и другими частями тела нельзя касаться металлических частей прибора, радиаторов отопления, труб и т.д.

2. При неисправности прибора или макета необходимо отключить питание и немедленно сообщить об этом преподавателю или лаборанту.

3. Перестановку приборов можно выполнять только при полностью отключенной аппаратуре.

4. По окончании работы следует полностью отключить приборы от сети.

5. Нельзя класть на приборы посторонние вещи, так как это мешает естественной вентиляции приборов.

6. При поражении электрическим током и механических травмах необходимо отключить питание и обратиться за помощью к работнику лаборатории.

Принятые сокращения — аналоговая интегральная микросхема — аналоговый измерительный прибор — вольтамперная характеристика ГЗЧ — генератор звуковых частот — генератор импульсов (импульсный генератор) — генератор сверхвысоких частот ГУЗЧ — генератор ультразвуковых частот ИМС — интегральная микросхема — канал вертикального отклонения (луча) — канал горизонтального отклонения (луча) РЭА — радиоэлектронная аппаратура ЦИМС — цифровая интегральная микросхема ЭО — электронный осциллограф Принятые условные обозначения — пересчетный коэффициент шкалы в многопреkш k1, k2,… kn — показатели степени — истинное значение параметра (показание образцоАи — максимальное значение измеряемого параметра Аmax — минимальное значение измеряемого параметра Аmin АU (kU) — коэффициент усиления по напряжению — значение параметра сигнала по вертикали на экране — значение параметра сигнала по горизонтали на — мощность, потребляемая вольтметром — мощность, потребляемая амперметром — падение напряжения на амперметре — абсолютная погрешность — фазовый сдвиг между двумя напряжениями д — действительная относительная погрешность — длина волны электромагнитного колебания пр — приведенная относительная погрешность — энергия, запасенная конденсатором — энергия, запасенная катушкой индуктивности — индуктивность катушки — высокая (несущая) частота — низкая (модулирующая) частота fгр — диапазон измерения по напряжению — диапазон измерения по частоте — сопротивление резистора — удельное сопротивление по постоянному току мульRуд-I — удельное сопротивление по переменному току мульRуд~I — измеряемое сопротивление резистора 0 — установка показаний индикатора на нуль UdВ — цена одного деления масштабной сетки осциллограcв — цена одного деления масштабной сетки осциллограcг — линейный размер параметра в делениях (клетках) — линейный размер параметра в делениях (клетках) — уровень логического нуля (величина напряжения U1 — уровень логической единицы (величина напряжения в единице) h21Б (h21Э) — коэффициент передачи тока в схеме с общей базой h — обратный ток коллектора (ток неосновных носитеIсво — прямое напряжение выпрямительного диода URпр IRобр — выходное напряжение (на первом, втором выходах Uвых U10 (Uсм) — напряжение смещения АИМС Iпот Iвх (I1, I2) — сила входного тока на прямом и инвертирующем — напряжение источника питания Uип — амплитудное значение напряжения — среднеквадратичное значение синусоидального наU — коэффициент передачи по току — коэффициент амплитудной модуляции (глубина