Измерение параметров электро- и радиотехнических цепей резонансным методом. Основные радиоэлектронные измерения и измерительные приборы

Допущено

Министерством связи СССР в качестве учебника для техникумов связи специальностей 0701, 0706

МОСКВА «СВЯЗЬ» 1980

Кушнир Ф. В. Радиотехнические измерения: Учебник для техникумов связи. Москва: Связь, 1980. - 176 с.

Излагаются основы радиотехнических измерений. Рассматриваются принципы и методы измерений радиотехнических величин, характеризующих параметры сигналов, систем и устройств радиосвязи и радиовещания во всем применяемом диапазоне частот. Приводятся сведения о построении структурных схем измерительных приборов, погрешностях и способах их учета и уменьшения влияния. Особое внимание уделено приборам цифровым и выполненным на микросхемах. Приведены краткие справочные данные о многих измерительных приборах.

Предназначается для учащихся техникумов связи, обучающихся по специальностям «Радиосвязь и радиовещание», «Телевизионная техника и радиорелейная связь».

Введение
В.1. Назначение и особенности радиотехнических измерений
В.2. Содержание и задачи предмета
В.3. Основные метрологические понятия
В.4. Погрешности измерений
В.5. Классификация радиоизмерительных приборов
Контрольные вопросы

Глава 1. Измерение тока и напряжения
1.1. Основные соотношения
1.2. Измерение тока
Общие сведения
Термоамперметры
Выпрямительные амперметры
Измерение больших токов
Косвенные измерения тока
1.3. Измерение напряжения
Общие сведения
Электронные вольтметры переменного напряжения
Импульсные вольтметры
Электронные вольтметры постоянного напряжения
Цифровые вольтметры
Погрешность измерений
Контрольные вопросы

Глава 2. Генераторы измерительных сигналов
2.1. Назначение. Классификация. Основные технические требования
2.2. Генераторы сигналов низкочастотные
2.3. Генераторы сигналов высокочастотные
2.4. Генераторы импульсных сигналов
2.5. Генераторы шумовых сигналов
Контрольные вопросы

Глава 3. Электронные осциллографы
3.1. Назначение. Классификация. Основные технические требования
3.2. Получение осциллограмм. Развертка изображения
3.3. Структурная схема осциллографа
3.4. Импульсные осциллографы
3.5. Измерение амплитудно-частотных характеристик
Контрольные вопросы

Глава 4. Измерение параметров компонентов цепей с сосредоточенными постоянными
4.1. Основные соотношения
4.2. Мостовой метод измерения параметров
4.3. Резонансный метод измерения
4.4. Измерение сопротивления заземления
Контрольные вопросы

Глава 5. Измерение параметров элементов и трактов с распределенными постоянными
5.1. Основные понятия и соотношения
5.2. Измерительная линия
5.3. Измерение коэффициента стоячей волны напряжения
5.4. Измерение сопротивления нагрузки
5 5. Понятие об автоматических измерительных приборах для измерения КСВН

Глава 6. Измерение мощности
6.1. Основные соотношения и методы измерений
6.2. Измерение поглощаемой мощности
6.3. Измерение проходящей мощности
Контрольные вопросы

Глава 7. Измерение частоты и интервалов времени
7.1. Общие сведения. Методы измерения
7.2. Метод сравнения
7.3. Метод дискретного счета
7.4. Резонансный метод
7.5. Понятие о мерах частоты и времени
Контрольные вопросы

Глава 8. Измерение фазового сдвига
8.1. Основные сведения. Методы измерения
8.2. Осциллографический метод
8.3. Компенсационный метод
8.4. Метод преобразования фазового сдвига в импульсы тока
8.5. Метод фазового детектора
8.6. Метод дискретного счета
8.7. Измерение фазового сдвига с преобразованием частоты
8.8. Понятие об измерении группового времени запаздывания
8.9. Фазовращатели
Контрольные вопросы

Глава 9. Измерение нелинейных искажений
9.1. Определения. Методы измерения
9.2. Гармонический метод
9.3. Комбинационный метод
Контрольные вопросы

Глава 10. Измерение параметров модулированных сигналов
10.1. Общие сведения
10.2. Измерение параметров амплитудномодулированного сигнала
10.3. Измерение параметров частотномодулированного сигнала
10.4. Измерение параметров импульсномодулированного сигнала
Контрольные вопросы

Глава 11. Измерение напряженности электромагнитного поля и радиопомех
11.1. Основные соотношения
11.2. Измерительные приемники и измерители напряженности поля
11.3. Измерители радиопомех
Контрольные вопросы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

B.I. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Измерением называется физический опыт, в результате которого находят численное значение измеряемой физической величины. Измерения являются важнейшим этапом деятельности работников всех отраслей науки и техники. Измерительная аппаратура является основным оборудованием всех научно-исследовательских институтов, лабораторий, неотъемлемой частью оснастки любого технологического процесса, главным полезным грузом искусственных спутников Земли и космических станций. Уровень развития измерительной техники является одним из важнейших показателей научно-технического прогресса.

Измерения играют определяющую роль и в технике связи. Эксплуатация любых систем радиосвязи, радиовещания и телевидения невозможна без непрерывной информации о режимах работающих устройств, параметрах сигналов и условиях их передачи или приема. Эту информацию получают в результате измерений соответствующих величин.

Профилактический или аварийный ремонт радиоаппаратуры и нахождение неисправностей также невозможны без измерений. Для этих целей измеряют электрические параметры элементов (конденсаторов, резисторов и т. д.), проверяют режимы блоков, узлов и всей установки, снимают различные характеристики. Полученные количественные значения измеренных величин сопоставляют с приведенными в описаниях, спецификациях и на схемах, определяют причину и место неисправности и устраняют ее.

Производство радиоаппаратуры и особенно ее разработка сопровождаются непрерывными измерениями, так как рассчитанная схема всегда нуждается в практической проверке, а ее элементы в соответствующей подгонке. Приемо-сдаточные испытания различных радиотехнических объектов в основном представляют собой тщательно выполняемые измерения.

Измерения выполняются с помощью специальных технических средств, предназначенных для этой цели, которые называются средствами измерений.

В технике радиосвязи, радиовещания и телевидения все виды измерений можно разбить на измерения:
- параметров сигналов - тока, напряжения, мощности, частоты, модуляции, формы, фазового сдвига, отношения сигнал/шум, напряженности электромагнитного поля; параметров радиотехнических устройств - усиления, ослабления, отражения, согласования, искажения сигнала, входного (выходного) сопротивления;
- характеристик узлов и аппаратуры - частотных, амплитудных, модуляционных, временных;
- параметров элементов - сопротивлений резисторов, емкостей конденсаторов, индуктивностей и взаимоиндуктивностей одиночных и связанных катушек индуктивности и трансформаторов, полных сопротивлений двухполюсников и поверку средств измерений.

Измерения некоторых из перечисленных величин встречаются в курсе электрических измерений, но там они выполняются на постоянном токе или токе промышленной частоты (50 или 400 Гц). Радиотехнические измерения выполняются на переменном токе во всем диапазоне частот, используемом в радиотехнике, т. е. от долей терца до десятков гигагерц.

Широкий диапазон частот, большие пределы значений измеряемых величин, многообразие условий, в которых выполняются измерения, являются характерными особенностями радиотехнических измерений. Вследствие этих особенностей применяются различные методы и способы измерений и значительное число различных средств измерений.

Измерения, где бы и кем бы они не выполнялись, всегда должны быть достоверными, а их результаты - сопоставимыми. Единство измерений и единообразие средств измерений в стране обеспечивает Метрологическая служба СССР. В Министерстве связи СССР, как и в других министерствах, имеется ведомственная метрологическая служба. Основные задачи предприятий и организаций по метрологическому обеспечению определяются приказами министра связи СССР.

Метрологическую службу СССР возглавляет Государственный комитет СССР по стандартам. В его подчинении находятся научно-исследовательские институты и сеть республиканских и областных лабораторий государственного надзора. Основоположником отечественной метрологической службы был великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев. В 1893 г. он возглавил и до конца жизни руководил организованной по его инициативе Главной палатой мер и весов - ныне научно-производственное объединение «Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева» (ВНИИМ), г. Ленинград.

Промышленность выпускает большое (количество первоклассных радиоизмерительных приборов для обеспечения растущих потребностей хозяйства связи и других областей народного хозяйства в точных измерениях. В этих приборах широко применяются полупроводниковые приборы, микросхемы и интегральные схемы, новые принципы конструирования. На этой базе интенсивно обновляется парк радиоизмерительной аппаратуры общего применения. Однако большое число приборов, снятых с производства, находится и еще длительное время будет находиться в эксплуатации.

Основными направлениями развития радиоизмерительной аппаратуры для Единой автоматизированной сети связи СССР, радиовещания и телевидения в настоящее время являются: автоматизация и убыстрение процессов измерения с одновременным повышением точности; выполнение измерений без перерыва связи или передачи радио- и телевизионных программ; улучшение технических и эксплуатационных характеристик приборов за счет внедрения новой элементной базы и повышение их надежности. Реализация этих направлений обеспечивает повышение эффективности и качества измерений, а вместе с тем, эффективности к качества радиосвязи, радиовещания и телевидения.

Кушнир Ф. В. Радиотехнические измерения . Издательство "Связь", Москва, 1980

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Допущено

Министерством связи СССР в качестве учебника для техникумов связи специальностей 0701, 0706

МОСКВА «СВЯЗЬ» 1980

Кушнир Ф. В.

Радиотехнические измерения: Учебник для техни­кумов связи.- М.: Связь, 1980.- 176 е., ил.

Излагаются основы радиотехнических измерений. Рассматриваются принципы и методы измерений радиотехнических величин, характеризую­щих параметры сигналов, систем и устройств радиосвязи и радиовещания во всем применяемом диапазоне частот. Приводятся сведения о построении структурных схем измерительных приборов, погрешностях и способах их учета и уменьшения влияния. Особое внимание уделено приборам цифро­вым и выполненным на микросхемах. Приведены краткие справочные дан­ные о многих измерительных приборах.

Предназначается для учащихся техникумов связи, обучающихся по специальностям «Радиосвязь и радиовещание», «Телевизионная техника и радиорелейная связь».

30405-028 ББК 32.842

К———————————– 6-80 2402020000

045(01)-80 6Ф2.08

Рецензенты: А. М. Варбанский, В. А. Магда

Флор Васильевич Кушнир РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Промышленность выпускает большое количество первоклассных радиоизмерительных приборов для обеспечения растущих потреб­ностей хозяйства связи и других областей народного хозяйства в точных измерениях. В этих приборах широко применяются полу­проводниковые приборы, микросхемы и интегральные схемы, но­вые принципы конструирования. На этой базе интенсивно обнов­ляется парк радиоизмерительной аппаратуры общего применения. Однако большое число приборов, снятых с производства, нахо­дится и еще длительное время будет находиться в эксплуатации.

Основными направлениями развития радиоизмерительной ап­паратуры для Единой автоматизированной сети связи СССР, радиовещания и телевидения в настоящее время являются: авто­матизация и убыстрение процессов измерения с одновременным повышением точности; выполнение измерений. без перерыва свя­зи или передачи радио – и телевизионных программ; улучшение технических и эксплуатационных характеристик приборов за счет внедрения новой элементной базы и повышение их надежности. Реализация этих направлений обеспечивает повышение эффек­тивности и качества измерений, а вместе с тем, эффективности и качества радиосвязи, радиовещания и телевидения.

Предмет радиотехнических измерений, в соответствии с про­граммой, включает следующие разделы: основные метрологичес­кие понятия; краткие сведения о погрешностях измерений, спосо­бах их учета и уменьшения влияния на результаты измерения; измерение тока, напряжения и мощности в широком диапазоне частот; изучение генераторов измерительных сигналов; ­ные осциллографы; измерение фазового сдвига, частоты и интер­валов времени; измерение параметров модуляции, нелинейных ­кажений; измерения в радиотехнических цепях с сосредоточенны­ми и распределенными параметрами; измерения напряженности. электромагнитного поля и радиопомех.

Предмет изучается на классных и практических занятиях, а навыки работы с приборами и оценки погрешностей измерений приобретаются в процессе лабораторных работ. В результате ус­воения этого курса учащиеся должны овладеть главными мето­дами измерений основных радиотехнических величин, понять прин­ципы работы радиоизмерительных приборов, свободно читать принципиальные схемы и понимать протекающие в приборах фи­зические процессы, правильно выбрать в каждом конкретном слу­чае наиболее подходящий метод, способ и прибор, самостоятель­но выполнить измерение и. оценить полученного ре­зультата.

Базовыми предметами для радиотехнических измерений явля­ются: электротехника и электрические измерения, электронные приборы, электронные усилители, основы радиотехники, автома­тика и вычислительная техника. Хорошее знание этих предметов обеспечивает свободное понимание и твердое курса ра­диотехнических измерений в отведенное учебным планом время.

В. З. ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ

Наука об измерениях, методах и средствах обес­печения их единства и способах достижения требуемой точности. Единообразие результатов измерений обеспечивается регламен – тированными требованиями’ к характеристикам измерительных” приборов и их поверками. Важнейшую роль играют единицы из­мерения, система которых устанавливается законодательным по­рядком. принята к<Международаня система единиц» (си­стема СИ), в основу которой положены семь основных единиц: дли­ны--метр (м), массы--килограмм (кг), времени - секунда (с), силы электрического тока - ампер (А), термодинамической тем­пературы- кельвин (К), силы света - (ад), количества вещества - моль (моль). На базе основных единиц определены производные для всех отраслей науки и техники. В нашем курсе будут использоваться следующие единицы электрических величин: .количества электричества - кулон (Кл), напряжения, потенциала, ЗДС - (В), напряженности ‘электрического поля - вольт на метр (В/м), электрического сопротивления - ом (Ом), элек­трической проводимости - сименс (См), емкости - фарада (Ф), индуктивности - генри (Гн), частоты - герц (Гц), энергии, рабо­ты, количества теплоты - джоуль (Дж), мощности - ватт (Вт).

Для относительного определения усиления, ослабления, уров­ня сигнала к помехе, несогласованности тракта передачи, нерав­номерности характеристик широко используется удобная безраз­мерная единица, основанная на десятичном логарифме отношения величин - децибел (дБ). По определению

i дБ = 10 lg А при А = Ю10 = 1,259, Pi Рг

аде Pi и Р-2 - сравниваемые мощности или другие энергетические величины;

1 дБ = 20 lg ^ =20lg А при А = Ю20 =1,12, U| 1г 11

где U и I - напряжение и ток или другие «силовые» величины.

Изменение коэффициента «10» на коэффициент «20» при пере­ходе от энергетических величин к силовым объясняется так. На­пишем выражение для мощности через напряжение или ток: P=U2/R или Р=PiR; подставим одно из них в формулу, опреде­ляющую децибел по отношению мощностей:

10lgA= 10:£/?//?!)= 101g-^+l01g-^-10lg^.

При равенстве сопротивлений, R\ и 10 lg~- = 0, поэтому

Если отношение величин больше единицы, децибелы положи­тельные, если меньше - отрицательные. Для удобства перевода отношений мощностей и напряжений (токов) в децибелы и об­ратно используются специальные таблицы.

Полезно запомнить несколько соотношений часто встречаю­щихся в радиотехнической практике:

Зная, что1 логарифмический метод сводит умножение и деле­ние к сложению и вычитанию, легко найти другие соотношения.

Примеры: 1. На вход усилителя низкой частоты подается на­пряжение 10 мВ; на выходе получается 0,5 В. Определить коэф­фициент усиления в децибелах.

К = 20 lg ^ = 20Ш50 = 20 lg 100-20 lg2 = 40-6 = 34 дБ.

2. На вход отрезка кабеля типа РК.-1 приложено напряжение 1 В, частота ‘которого 100 МГц. Определить напряжение на вы­ходе кабеля, если его затухание а на данной частоте составляет а = -0,096 дБ/м, а длина отрезка I равна 42 м. Волновое сопро­тивление кабеля и сопротивление согласованы.

Ослабление, вносимое кабелем, А = а/=-0,096-42=-4 дБ; -4 дБ=-(10-6) дБ. Из приведенной таблицы следует, что 10 дБ соответствует отношению напряжений 3,16, а 6 дБ - 2. От­сюда следует, что -4 дБ соответствует отношению 2/3,16=0,63 и напряжение на выходе кабеля равно 0,63 В.

Существует безразмерная единица, основанная на натураль­ном логарифме - (Нп); 1 Нп=8,686 дБ; 1 дБ = 0,115 Ни. Единица непер в настоящее время. ще применяется.

Метрологические термины и определения устанавливаются ГОСТ и обязательны к употреблению при выполнении измерений.

Средства измерений - технические устройства, предназначен­ные для измерений и имеющие нормированные свойства. К сред­ствам измерений относятся: мера - устройство, предназначенное для хранения и воспроизведения единицы измерения; - устройство (комплекс устройств), обеспечивающее хранение и вос­произведение единицы измерения с наивысшей точностью; изме­рительный преобразователь - устройство, предназначенное для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации, удобный для дальнейшего преобразования, переда­чи и обработки, но недоступный непосредственному восприятию наблюдателя.

Измерительный прибор - устройство, предназначенное для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации, доступный восприятию наблюдателя. Измерительный прибор состоит из одного или нескольких преобразователей и от – счетного или регистрирующего устройства. Основными свойствами радиоизмерительных приборов являются: погрешность (класс точ – 8 яости), пределы измеряемой величины, диапазон частот, входное {выходное) сопротивление, чувствительность, быстродействие, на­дежность.

Истинное измеряемой величины - значение, свобод­ное от погрешности.

Действительное значение измеряемой величины - значение, полученное в результате измерения и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть исполь­зовано вместо него.

Процесс измерения заключается в сравнении измеряемой ве­личины с единицей измерения. В результате измерения получают число, показывающее, сколько единиц измерения содержится в измеренной величине.

Прямое измерение - измерение, при котором значение изме­ряемой величины находят непосредственно по показаниям при­бора.

Косвенное измерение - измерение, при котором значение ис­комой величины находят расчетным путем на основании извест­ной зависимости между искомой величиной и величинами, ­вергаемыми прямым измерениям (например, определение сопро­тивления цепи по измеренным значениям тока и напряжения).

Метод измерения - совокупность приемов использования прин­ципов и средств измерений.

Метод непосредственной оценки - метод измерения, в кото­ром значение величины определяют непосредственно по отсчет – ному устройству прибора прямого действия.

Метод сравнения - метод измерения, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Ме­тод сравнения практически применяется в трех разновидностях:

дифференциальный метод, в котором определяют разность между значениями измеряемой X и известной У величин: Д= =X-Y, откуда Х=У+:Л;

нулевой метод, в котором разность значений доводят до нуля

метод замещения, в котором измеряемую величину, включен­ную в измерительное устройство, заменяют известной величиной без нарушения режима устройства.

Метод сравнения обеспечивает высокую точность.

Меры и измерительные приборы разделяются на образцовые и рабочие. Первые служат для поверки вторых. Погрешность об­разцовых средств должна быть, по крайней мере, в 3 раза мень­ше погрешности поверяемых.

В.4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Цель работы : ознакомление с резонансным методом измерения емкости С , индуктивности L , добротности катушек колебательных контуров Q и тангенса угла диэлектрических потерь . Изучение принципов действия и схем резонансных приборов и приобретение навыков работы на этих приборах.

Краткие теоретические сведения

Резонансные схемы, имеющие сосредоточенные параметры, содержащие катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы применяются в диапазоне частот от нескольких десятков килогерц до двухсот мегагерц. Физические явления в резонансных контурах широко используются для измерения емкости С , индуктивности L , добротности Q катушек и колебательных контуров и тангенса угла диэлектрических потерь
.

Различают контурные и генераторные резонансные методы. Первые основаны на использовании одного генератора высокой частоты с его колебательным контуром, в который вводят испытуемый конденсатор
, генератор работает в режиме неизменного тока. Генераторные методы предполагают либо наличие двух генераторов (образцового с фиксированной частотой и рабочего), либо наличие одного генератора, ток которого изменяется в зависимости от параметров испытуемого образца.

Измерения
,L , Q , и
проводятся на измерителях добротности (куметрах). Принцип действия куметра основан на резонансе последовательного контура, состоящего из катушки индуктивностиL (L к), активного сопротивления R к и измерительного (подстроечного) конденсатора переменной емкости С . При резонансе контура, (рис.18) напряжение U с на емкости С увеличивается в Q раз (добротность контура) по сравнению с входным напряжением U 0 .

Напряжение от генератора высокой частоты Г через трансформатор связи в приборе Е4-7 или Е4-4 вводится в измерительный контур. Входное напряжение контура U 0 измеряется вольтметром уровня V 1 , напряжение на емкости С измеряется электронным вольтметром V 2 , проградуированным в значениях Q . Параллельно измерительному конденсатору С присоединяют испытуемый образец
(клеммы
).

Для возможности настройки контура в резонанс в широком диапазоне частот куметр снабжается набором катушек с различной в единицах индуктивностью. Каждая катушка предназначена для работы в определенном диапазоне частот. Измерение емкости образца и его
проводится при заданной частоте генератора, согласно которой выбирается и соответствующая катушка индуктивностей.

В момент резонанса контура без образца (рис.19), когда емкость измерительного конденсатора
, индуктивное сопротивление контура равно его емкостному сопротивлению
, а полное сопротивление содержит только активную составляющую. При этом наибольшее напряжение на емкости (или индуктивности) контура отвечает состоянию резонанса, и поэтому наступление резонанса можно зафиксировать по максимальному отклонению стрелки вольтметраV 2 измеряющего U с . При резонансе

, (4)

где I ток при резонансе
.

В последовательном контуре при резонансе отношение напряжения на конденсаторе (или индуктивности) к напряжению, питающему цепи, составляет добротность контура Q . Тогда

откуда
. (5)

Если при всех измерениях на приборе входное напряжение измерительного контура U 0 поддерживать на неизменном уровне, то при т.е. в момент резонанса напряжениеU с на емкости С будет пропорционально добротности контура. В таком случае при определенном значении U 0 (когда стрелка вольтметра уровня находится на красной риске) можно шкалу вольтметра V 2 , измеряющего U c , проградуировать в единицах добротности Q . Правильный отсчет добротности контура по этой шкале возможен только тогда, когда стрелка вольтметра уровня V 1 находится точно на красной риске.

Таким образом, при настройке контура без образца в резонанс (когда стрелка вольтметра V 2 показывает максимальное отклонение) необходимо зафиксировать значения добротности контура Q 1 и емкости измерительного конденсатора C 1 (без образца).

По значению добротности можно определить активное сопротивление (активную проводимость) контура. Затем испытуемый образец подключается к клеммам
, параллельно измерительному конденсатору (рис.20), и контур изменением емкости измерительного конденсатораС настраивается в резонанс (при той же частоте генератора и той же катушке индуктивности).

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова

Факультет Радиотехники и электроники

Кафедра РС и С

Лабораторная работа № 2, 3

Измерение параметров электро- и радиотехнических

ЦЕПЕЙ МОСТОВЫМ МЕТОДОМ

Выполнил: студент группы РТЭ-11-10

Иванов А.О.

Проверил: Казаков В.Д.

Чебоксары 2012

Лабораторная работа 2

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ МОСТОВЫМ МЕТОДОМ

Цель работы : ознакомление с мостовым методом измерения активного сопротивления , индуктивности L , емкости С , добротности катушки и колебательных контуров Q и тангенса угла диэлектрических потерь
, изучение принципа действия приборов, основанных на мостовых схемах и приобретение навыков работы на этих приборах.

Краткие теоретические сведения

Электрические и радиотехнические цепи состоят из резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов и соединительных проводов. Для отбора этих компонентов или их проверки следует измерить активное сопротивление R , индуктивность , емкостьС . Кроме того, часто измеряют потери в конденсаторах, добротность катушек и колебательных контуров. Потери в конденсаторах определяются тангенсом угла диэлектрических потерь
.

Сравнение измеряемой величины (сопротивления, емкости, индуктивности) с образцовой мерой при помощи моста в процессе измерения может осуществляться вручную или автоматически на постоянном или переменном токе. Мостовые схемы обладают большой точностью, высокой чувствительностью, широким диапазоном измеряемых значений параметров. На основе мостовых методов строятся средства измерения, предназначенные для измерения какой-либо одной величины, и универсальные аналоговые и цифровые приборы.

Измерительный мост постоянного тока

Мост постоянного тока (рис.6) содержит четыре резистора, соединенных в замкнутый контур. Резисторы ,,,этого контура называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч - вершинами. Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Диагональаб содержит источник питания и называется диагональю питания . Диагональ с d , в которую включен индикатор Г (гальванометр), называется измерительной диагональю .

.

Условие равновесия моста постоянного тока формулируется следующим образом: чтобы мост был уравновешен, произведения сопротивлений противоположных плеч моста должны быть равны. Если сопротивление одного из плеч моста (например ) неизвестно, то, уравновесив мост путем подбора сопротивлений плеч моста,и, находим его из условия равновесия
.

В состоянии равновесия моста ток через гальванометр равен нулю и, следовательно, колебания напряжения питания и сопротивления гальванометра на результат измерения не оказывают. Поэтому основная погрешность уравновешенного моста определяется чувствительностью гальванометра и схемы, погрешностью сопротивлений плеч, а также сопротивлениями проводов и контактов.

В книге рассмотрены основные методы измерений электрических и радиотехнических величин на постоянном токе и переменном в широком диапазоне частот. Описаны измерительные схемы, их принципы построения и приведены технические характеристики наиболее широко распространенных измерительных приборов. Даны примеры расчетов, облегчающие усвоение материала. Учебник может быть использован при профессиональном обучении рабочих на производстве.

Основные определения. Особенности и методы измерений.
Общее в качественном отношении свойство многих физических объектов (физических систем, их состояний, происходящих в них процессов) называют физической величиной. В электро- и радиотехнике физическими величинами являются электрическое напряжение, сила тока, мощность, энергия, а также электрическое сопротивление, электрическая емкость, индуктивность, частота.

Физическая величина может иметь различные значения. Определенное значение принимают в качестве единицы измерения физической величины. Как правило, таким значением является единица

Измерение данной физической величины - это определение ее значения опытным путем. Количественный результат, т.е. результат измерений, получают, сравнивая найденное значение физической величины с единицей ее измерения.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава первая. Общие сведения об измерениях
§1. Основные определения. Особенности и методы измерений
§2. Физические величины и их единицы измерения
§3. Погрешности измерений
§4. Классификация и система обозначений измерительных приборов
Глава вторая. Электромеханические измерительные приборы
§5. Общие сведения
§6. Приборы магнитоэлектрической системы
§7. Приборы электромагнитной системы
§8. Приборы электро-, ферродинамической и индукционной систем
§9. Приборы электростатической системы
Глава третья. Измерение постоянного тока и напряжения
§10. Измерение постоянного тока магнитоэлектрическим прибором
§11. Измерение постоянного тока электронным микроамперметром
§12. Измерение постоянного напряжения магнитоэлектрическим прибором
§13. Измерение постоянного напряжения электронными приборами
Глава четвертая. Измерение переменного тока и напряжении
§14. Общие сведения
§15. Приборы термоэлектрической системы
§16. Приборы выпрямительной системы
§17. Амперметры и вольтметры выпрямительной системы
§18. Комбинированные приборы
§19. Электронные вольтметры
§20. Цифровые вольтметры
Глава пятая. Измерение параметров элементов электрических н радиотехнических цепей
§21. Общие сведения
§22. Прямопоказывающие омметры
§23. Метод вольтметра - амперметра
§24. Мостовой метод
§25. Резонансный метод
Глава шестая. Измерение параметров диодов, транзисторов и электронных ламп
§26. Измерение параметров диодов
§27. Измерение параметров биполярных транзисторов
§28. Измерение параметров полевых транзисторов
§29. Испытание электронных ламп
Глава седьмая. Измерительные генераторы
§30. Общие сведения
§31. Генераторы сигналов низких частот
§32. Генераторы сигналов высокой частоты
§33. Генераторы сигналов сверхвысокой частоты
§34. Генераторы импульсных сигналов
Глава восьмая. Электронные осциллографы
§35. Общие сведения
§36. Электронно-лучевая трубка
§37. Осциллографические развертки
§38. Генераторы линейно нарастающего напряжения
§39. Каналы управления
§40. Измерение напряжений и временных интервалов
Глава девятая. Измерение частоты
§41. Общие сведения
§42. Осциллографический метод сравнения частот
§43. Сравнение частот по нулевым биениям
§44. Резонансный метод измерений частоты
§45. Прямопоказывающие аналоговые частотомеры
§46. Прямопоказывающие электронно-счетные частотомеры
Глава десятая. Измерение параметров модулированных колебаний и спектра
§47. Измерение параметров модулированных колебаний
§48. Исследование спектра
§49. Измерение нелинейных искажений
Глава одиннадцатая. Измерении в цепях с распределенными постоянными
§50. Измерительные линии
§51. Измерение мощности
Литература.