3. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, располагающуюся на рабочем столе персонального компьютера. На стенде (рис. 10.3) находятся модели резонансного и цифрового частотомеров, генератора сигналов и КУ, с помощью которого выход генератора сигналов подключается к входу одного из частотомеров.

Модели электронного аналогового резонансного частотомера и электронного цифрового частотомера используются при моделировании процесса прямых измерений частоты гармонических электрических сигналов методом непосредственной оценки.

Модель генератора сигналов используется при моделировании работы источника переменного напряжения синусоидальной формы, обеспечивающего регулировку амплитуды и частоты выходного сигнала.

Схема соединения приборов при выполнении работы приведена на рис. 10.4.

4. Рабочее задание

4.1. Запустите программу лабораторного практикума и выберите лабораторную работу «Измерение частоты и периода электрических сигналов» в группе работ «Измерение электрических величин». На рабочем столе компьютера автоматически появятся модель лабораторного стенда с моделями средств измерений и вспомогательных устройств (рис. 10.3) и окно созданного в среде MS Excel лабораторного журнала, который служит для формирования отчета по результатам выполнения лабораторной работы.

Рис. 10.3. Модель лабораторного стенда (1 - электронный цифровой частотомер, 2 - генератор сигналов, 3 - резонансный частотомер, 4 - КУ)

Рис. 10.4. Схема соединения приборов

4.2. Ознакомьтесь с расположением моделей отдельных средств измерений и других устройств на рабочем столе. Включите модели средств измерений и опробуйте их органы управления. В процессе опробования установите регулятор напряжения на выходе генератора в среднее положение и зафиксируйте частоту выходного сигнала. После того как показания цифрового частотомера установятся, настройте резонансный контур резонансного частотомера на максимум отклика. Далее, изменяя частоту сигнала на выходе генератора, проследите за изменениями показаний частотомеров.

4.3. После того как вы убедитесь в работоспособности приборов, выключите частотомеры и установите ручку регулятора выходного напряжения генератора сигналов в крайнее левое положение (амплитуда выходного сигнала равна нулю).

4.4. Приступите к выполнению лабораторной работы.

Задание 1. Измерение частоты гармонического сигнала резонансным частотомером

а) Установите амплитуду выходного сигнала генератора равной примерно 2 В, а частоту выходного сигнала генератора - равной примерно 50 кГц.

б) Включите резонансный частотомер и выберите подходящий предел измерения.

в) Подключите с помощью КУ вход резонансного частотомера к выходу генератора.

г) Измерьте резонансным частотомером частоту гармонического сигнала. В процессе измерений подберите такое положение ручки плавной регулировки настройки резонанса колебательного контура, при котором показания индикатора будут максимальными.

д) Запишите в отчет показания резонансного частотомера, а также сведения о его классе точности.

Задание 2. Измерение частоты гармонического сигнала цифровым частотомером

а) Включите цифровой частотомер в режиме измерения частоты и выберите время счета равным 0,01 с.

б) Оставляя неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, установленные при выполнении задания по п. 4.4а, подключите с помощью КУ вход частотомера к выходу генератора.

в) Снимите показания частотомера.

г) Запишите в отчет показания цифрового частотомера, а также сведения о его классе точности.

д) Оставляя неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, повторите измерения, выбирая время счета равным последовательно 0,1 с, 1 с и 10 с.

е) Запишите показания цифрового электронно-счетного частотомера в отчет.

ж) Выполните измерения согласно пп. «а»-«е» задания, последовательно устанавливая частоту сигнала на выходе генератора равной 5 кГц, 1 кГц, 500 Гц, 50 Гц и 10 Гц.

Задание 3. Измерение периода гармонического сигнала цифровым частотомером

а) Установите амплитуду выходного сигнала генератора равной примерно 2 В, а частоту выходного сигнала генератора - равной примерно 10 Гц.

б) Подключите с помощью КУ вход цифрового частотомера к выходу генератора.

в) Включите цифровой частотомер в режиме измерения периода и выберите период меток времени равным 1 мс, а множитель периодов - равным 100.

г) Снимите показания цифрового частотомера. 

д) Запишите показания цифрового частотомера в отчет.

е) Оставляя неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, повторите измерения, выбирая период меток времени равным последовательно 0,1 мс и 10 мкс.

ж) Запишите показания цифрового частотомера в отчет.

з) Выполните измерения согласно пп. «а»-«ж» задания, последовательно устанавливая частоту сигнала на выходе генератора равной 50 Гц, 500 Гц, 5 кГц и 50 кГц.

4.5. Сохраните результаты.

4.6. После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и при необходимости выключите компьютер.