Оборудование
Лабораторная работа №4
«Поверка осциллографа АСК-1052»
Выполнил: ст. гр. 516
_______________ Раскито Д.И..
Проверил: ст. преподаватель каф. ВТиЭ
_______________ Белозерских В.В.
Барнаул 2013
Цель работы: разработать программу поверки осциллографа АСК-1052, составит акт о поверке
Краткая теория
Одним из важнейших параметров средства измерения является его метрологическая исправность. Прибор считается метрологически исправным, если его фактические погрешности находятся в пределах допустимых. Для определения метрологической исправности производится проверка прибора.
Различают три типа поверок:
-первичная – поверка прибора на стадии производства
-периодическая – поверка прибора во время эксплуатации или хранения через равные промежутки времени
-инспекционная – поверка, при проведении государственного надзора за состоянием и применением средств измерений.
Оборудование
Для поверки осциллографа АСК-1052 необходимо использовать оборудование со следующими характеристиками
| Тип оборудования | Характеристики | Возможное оборудование |
| Калибратор осциллографов импульсный | - напряжение калибровки коэффициента отклонения канала вертикального отклонения в диапазоне 30 мкВ ... 100 В, погрешность установки не превышает: ±0,5 % периодический сигнал калибровки длительности разверток в диапазоне 10 нс... 10 с; погрешность установки не превышает: ±0,5 % | Fluke-9500B И1-9 |
| Генератор испытательных импульсов | время нарастания 1 нс; длительность импульса ти>100 нс; - U=20 В; Неравномерность вершины не более 1 %; Выброс <5 %. | И1-14 И1-15 |
| Осциллограф универсальный | амплитуда пилообразного напряжения развертки не менее 5 В без учета постоянной составляющей | С1-114 АСК-1051 АСК-1052 |
| Генератор импульсов калиброванной амплитуды | длительность импульса 10...50 мкс; амплитуда 0,01... 10 В; период следования 40...200 мкс. | Г5-51 Г5-60 Г5-53 |
Подготовка к поверке
При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:
-Относительная влажность не более 90% при температуре 25°С
-Атмосферное давление от 495 до 795 мм рт. ст.
-В помещении не должно быть пыли, паров кислот и щелочей, газов, вызывающих коррозию
Перед поверкой осциллограф должен быть выдержан в указанных условиях не менее 2ч.
Также необходимо проверить комплектность осциллографа и разместить поверяемый осциллограф на рабочем месте, обеспечив удобство работы и исключив попадание прямых солнечных лучей.
Поверка осциллографа разбивается на несколько этапов
1.Внешний осмотр осциллографа
При проведении внешнего осмотра должно быть проверено:
-отсутствие механических повреждений;
-наличие и прочность крепления органов управления и коммутации, четкость фиксации их положения, наличие плавких вставок;
-чистота гнезд, разъемов и клемм;
-состояние соединительных проводов и кабелей;
Отсутствие отсоединившихся или слабо закрепленных элементов схемы(определяется на слух при наклонах осциллографа)
2.Опробование осциллографа
2.1 Проверка работы осциллографа в автоколебательном режиме.
Необходимо перевести осциллограф в автоколебательный режим и проверить:
- наличие линии развертки на экране ЭЛТ;
- регулировку яркости и фокусировку луча;
- смещение луча в горизонтальном и вертикальном направлениях.
2.2 Проверка работы органов регулировки коэффициента развертки и
отклонения.
Подаем с калибратора импульсы частотой 1 кГц на один из разъемов 1 МОм, 25 пФ поверяемого осциллографа. Коэффициент развертки устанавливаем равным 0,1 mS/DIV. Переключателем VOLT/DIV устанавливаем размер изображения равным пяти делениям шкалы ЭЛТ по вертикали. На экране ЭЛТ должно быть десять периодов сигнала. Уменьшая фиксированное значение коэффициента развертки, наблюдаем увеличение ширины изображения импульсов на экране. При одном из фиксированных значений коэффициента развертки, проверяем работоспособность плавной регулировки коэффициента развертки и множителя развертки.
Устанавливаем коэффициент развертки равным 0,2 mS/DIV , коэффициент отклонения равным 5 mV/DIV , амплитуду импульса, соответствующую пяти делениям шкалы ЭЛТ по вертикали. Увеличивая фиксированное значение коэффициента отклонения, наблюдаем уменьшение высоты изображения импульсов на экране ЭЛТ. При достижении высоты импульса одного деления шкалы ЭЛТ вытягиваем кнопку переключателя «х5» и наблюдаем увеличение высоты изображения до 4-6 деления шкалы ЭЛТ по вертикали.
При одном из фиксированных значений коэффициента отклонения проверьте работоспособность плавной регулировки коэффициента отклонения (VAR).
2.3 Проверка осциллографа в режиме курсорных измерений:
Подаем с калибратора сигнал амплитудой 1В, частотой 1кГц, устанавливаем коэффициент отклонения 0,2V/DIV и коэффициент развертки 0,1 mS/DIV
-режим измерения напряжения сигнала ΔU
Нижнюю границу устанавливаем на уровень 0, верхнюю – на уровень сигнала. Значение ΔU должно быть 1В
-режим измерения периода сигнала ΔТ
Левую границу устанавливаем на начало периода, правую – на конец периода. Значение ΔТ должно быть 0,1 mS
-режим измерения частоты сигнала 1 /ΔT
Не меняя положение левой и правой границ, кнопкой 1/ΔT переводим осциллограф в режим измерения частоты. Значение 1 /ΔT должно быть равным 1кГц
Аналогичные действия проводим для второго разъема 1МОм, 25 пФ
3. Определение метрологических параметров
3.1. Определение основной погрешности коэффициентов отклонения каждого канала производиться методом прямого измерения при помощи калибратора И1-9. Схема соединения приборов приведена на рис. 1.
1 — выход калибратора напряжения
2 — вход осциллографа
Рис. 1
|
Подаем на гнездо 1 МОм, 25 пФ одного из каналов осциллографа сигналы с выхода калибратора И1-9, обеспечивающие размер изображения импульсов по вертикали 2, 4, 6 и 8 делений шкалы в положении «5V» переключателя VOLT/DIV и 6 делений во всех остальных положениях. При этом отсчет погрешности производится по индикатору калибратора И1-9. Погрешность считается по формуле 
Аналогично определяем следующие основные погрешность коэффициента отклонения
-при работе с щупом-делителем 1:10 в положении «0,1V» переключателя VOLT/DIV выбранного канала при размахе изображения по вертикали, равном 6 делениям шкалы ЭЛТ;
-при включенном переключателе х5 при размахе изображения по вертикали, равном 5 делениям шкалы ЭЛТ;
-при работе с щупом-делителем 1:10 в положении «0,1V» переключателя VOLT/DIV выбранного канала и при включенном переключателе х5 при размахе изображения по вертикали, равном 6 делениям шкалы.
Погрешность не должна превышать указанные
| Наименование операции | Проверяемая отметка | Допустимое значение |
| При непосредственном входе | 5mV | ±3% |
| При непосредственном входе | 10mV | ±3% |
| При непосредственном входе | 20mV | ±3% |
| При непосредственном входе | 50mV | ±3% |
| При непосредственном входе | 0.1V | ±3% |
| При непосредственном входе | 0.2V | ±3% |
| При непосредственном входе | 0.5V | ±3% |
| При непосредственном входе | 1V | ±3% |
| При непосредственном входе | 2V | ±3% |
| При непосредственном входе | 5V | ±3% |
| При работе с делителем 1:10 | 0,1V | ±5% |
| При включенном переключателе х5 | 0,1V | ±5% |
| При включенном переключателе х5 и делителе 1:10 | 0,1V | ±7% |
3.2. Определение основной погрешности коэффициентов развертки производится при помощи калибратора И1-9. Схема соединения приборов приведена на рис. 2. Сигнал от калибратора И1-9 подается на вход одного каналов. Размер изображения на экране устанавливается не менее 40 % рабочей части экрана и располагается симметрично центральной горизонтальной оси. Частоту сигнала устанавливается такой, чтобы на экране осциллографа наблюдался один период сигнала на одном делении шкалы. Определение основной погрешности коэффициентов развертки проводите на участках линии развертки, кратных двум делениям шкалы по горизонтали. При этом изображение первого импульса устанавливается на вторую вертикальную линию, а изображение девятого импульса — на десятую линию. Для значений коэффициентов развертки от 0.5 S/DIV до 0,1mkS/DIV определяем основную погрешность непосредственно по индикатору калибратора И1-9. Погрешность считается по формуле
1 — выход сигнала калибровки длительности разверток
2 — вход осциллографа
Рис. 2
|
Погрешности не должны превышать указанные
| Проверяемая отметка | Допустимое значение |
| 0,1mkS | ±3% |
| 0,2mkS | ±3% |
| 0,5mkS | ±3% |
| 1mkS | ±3% |
| 2mkS | ±3% |
| 5mkS | ±3% |
| 10mkS | ±3% |
| 20mkS | ±3% |
| 50mkS | ±3% |
| 0,1mS | ±3% |
| 0,2mS | ±3% |
| 0,5mS | ±3% |
| 1mS | ±3% |
| 2mS | ±3% |
| 5mS | ±3% |
| 10mS | ±3% |
| 20mS | ±3% |
| 50mS | ±3% |
| 0,1s | ±3% |
| 0,2S | ±3% |
| 0,5S | ±3% |
3.3 Определение основной погрешности измерения временных интервалов при включенной растяжке также производится при помощи калибратора И1-9
Определение основной погрешности измерения временных интервалов при включенной растяжке проводите для значений коэффициентов развертки 0,1; 0,2; 0,5 mkS/DIV. С выхода калибратора И1-9 подаем сигналы с периодом следования 10, 20, 50 nS. Основную погрешность измерения временных интервалов в процентах определите по формуле:
где Тизм — измеренное значение временного интервала дел; Тном — действительное значение временного интервала, дел.
Определение основной погрешности измерения временных интервалов при включенной растяжке
| Проверяемая отметка | Подаваемый сигнал | Допустимое значение |
| 0,1mkS | 10nS | ±8% |
| 0,2mkS | 20nS | ±8% |
| 0,5mkS | 50nS | ±8% |
3.4. Определение выброса переходной характеристики (ПХ) каждого канала производится путем измерения параметров изображения испытательного импульса по шкале экрана осциллографа. Схема соединения приборов приведена на рис. 3.
Кабель из комплекта И1-14
1 — Выход основных импульсов
2 — Выход синхроимпульса
3 — Вход внешней синхронизации
Рис. 3
|
Измерения производятся в следующем порядке:
- подаем с генератора И1-14 на гнездо 1 МОм, 25 пФ осциллографа АСК-1052 испытательный сигнал длительностью импульса не менее 100 nS, частотой следования — 10 kHz;
- устанавливаем коэффициент отклонения равным 5 mV/DIV и добиваемся с помощью аттенюаторов, входящих в комплект И1-14, изображения импульса, равного 5 делениям шкалы по вертикали;
- измеряем значение выброса ПХ согласно рис. 4;
- производим измерения по вышеописанной методике при всех остальных значения коэффициента отклонения (в положении 5 V/DIV размер изображения равен 4 дел) в каждом из каналов осциллографа при подаче испытательного импульса непосредственно на входы осциллографа.
- произведим измерения по вышеописанной методике при одном значении коэффициента отклонения при включенном переключателе х5 в каждом из каналов. Выброс на изображении импульса в процентах определяется по формуле:
где Ai — установившееся (амплитудное) значение ПХ, дел; ΔА — значение выброса.
Выброс должен быть не более 10 %.
Рис. 4
|
| Наименование операции | Проверяемая отметка | Допустимый выброс |
| При непосредственном входе | 5mV | 10% |
| При непосредственном входе | 10mV | 10% |
| При непосредственном входе | 20mV | 10% |
| При непосредственном входе | 50mV | 10% |
| При непосредственном входе | 0.1V | 10% |
| При непосредственном входе | 0.2V | 10% |
| При непосредственном входе | 0.5V | 10% |
| При непосредственном входе | 1V | 10% |
| При непосредственном входе | 2V | 10% |
| При непосредственном входе | 5V | 10% |
| При включенном переключателе х5 | 0,1V | 10% |
3.5. Проверка ширины линии луча производится методом сжатого растра последовательно для двух осей экрана ЭЛТ — вертикальной и горизонтальной. Яркость растра должна быть удобна для измерений. Схема соединения приборов приведена на рис. 5.
1 — выход основных импульсов
2 — вход осциллографа
Рис. 5
|
Ширину линии луча в вертикальном направлении определяют методом косвенного измерения при помощи генератора импульсов.
Переводим осциллограф в автоколебательный режим развёртки, генератор импульсов — в режим внутреннего запуска. Устанавливаем коэффициент развертки 2... 10 mkS/DIV, период следования импульсов генератора 40...200 mkS, длительность импульсов 10...50 mkS, амплитуду импульсов 2...5 В, коэффициент отклонения 5 V/DIV.
На экране ЭЛТ наблюдаем две горизонтальные линии. Органами смещения по вертикали перемещаем изображение к верхней границе рабочего участка экрана ЭЛТ. Устанавливаем требуемую яркость и фокусируют луч.
Изменяем амплитуду импульсов U1, при котором светящиеся линии соприкасаются. Ширину линии луча по вертикали dB в делениях вычисляем по формуле:
где U1 — амплитуда импульсов, В; 
в — коэффициент отклонения по вертикали, V/DIV.
Ширину линии луча в горизонтальном направлении определяем методом косвенного измерения при помощи генератора импульсов и источника пилообразного напряжения. Схема соединения приборов приведена на рис. 6.
1 — выход основных импульсов
2 — вход СН X
3 — вход СН Y
4 — выход пилообразного напряжения
Рис. 6
|
Устанавливаем рабочий режим и значения параметров, указанные ранее. На экране ЭЛТ наблюдаем две вертикальные линии. Изменяя значение коэффициента отклонения, устанавливаем высоту изображения линий, возможно близкую к длине рабочего участка шкалы ЭЛТ по горизонтали. Коэффициент отклонения по горизонтали аг вычисляем по формуле:
где U2 — амплитуда импульсов на выходе генератора, В; l — длина изображения по горизонтали, дел.
Изменяем амплитуду импульсов до значения 
, при котором две светящиеся вертикальные линии соприкасаются. Ширину линии луча 
по горизонтали вычисляем по формуле:
За ширину линии луча принимается наибольшее значение результатов измерения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Повторяем процедуру при коэффициенте отклонения 5mV/DIV
| Проверяемая отметка | Допустимая ширина луча |
| 5mV | 2мм |
| 5V | 1мм |
Акт о поверке
Были произведены следующие поверки
1.Внешний осмотр осциллографа
2. Опробование осциллографа
3. Определение метрологических параметров
3.1. Определение основной погрешности коэффициентов отклонения
Погрешность вычисляется по формуле:
| Наименование операции | Проверяемая отметка | Допустимое значение | Полученное значение |
| При непосредственном входе | 5mV | ±3% | |
| При непосредственном входе | 10mV | ±3% | |
| При непосредственном входе | 20mV | ±3% | |
| При непосредственном входе | 50mV | ±3% | |
| При непосредственном входе | 0.1V | ±3% | |
| При непосредственном входе | 0.2V | ±3% | |
| При непосредственном входе | 0.5V | ±3% | |
| При непосредственном входе | 1V | ±3% | |
| При непосредственном входе | 2V | ±3% | |
| При непосредственном входе | 5V | ±3% | |
| При работе с делителем 1:10 | 0,1V | ±5% | |
| При включенном переключателе х5 | 0,1V | ±5% | |
| При включенном переключателе х5 и делителе 1:10 | 0,1V | ±7% |
3.2. Определение основной погрешности коэффициентов развертки
Погрешность вычисляется по формуле:
| Проверяемая отметка | Допустимое значение | Полученное значение |
| 0,1mkS | ±3% | |
| 0,2mkS | ±3% | |
| 0,5mkS | ±3% | |
| 1mkS | ±3% | |
| 2mkS | ±3% | |
| 5mkS | ±3% | |
| 10mkS | ±3% | |
| 20mkS | ±3% | |
| 50mkS | ±3% | |
| 0,1mS | ±3% | |
| 0,2mS | ±3% | |
| 0,5mS | ±3% | |
| 1mS | ±3% | |
| 2mS | ±3% | |
| 5mS | ±3% | |
| 10mS | ±3% | |
| 20mS | ±3% | |
| 50mS | ±3% | |
| 0,1s | ±3% | |
| 0,2S | ±3% | |
| 0,5S | ±3% |
3.3 Определение основной погрешности измерения временных интервалов при включенной растяжке
Погрешность вычисляется по формуле
| Проверяемая отметка | Подаваемый сигнал | Допустимое значение | Полученное значение |
| 0,1mkS | 10nS | ±8% | |
| 0,2mkS | 20nS | ±8% | |
| 0,5mkS | 50nS | ±8% |
3.4.Определение времени нарастания, выброса переходной характеристики
Выброс в процентах определяется по формуле , а значение ΔА определяется как разница между максимальной и установившейся амплитудой
| Наименование операции | Проверяемая отметка | Допустимый выброс | Полученный выброс | |
| При непосредственном входе | 5mV | 10% | ||
| При непосредственном входе | 10mV | 10% | ||
| При непосредственном входе | 20mV | 10% | ||
| При непосредственном входе | 50mV | 10% | ||
| При непосредственном входе | 0.1V | 50mV | 10% | |
| При непосредственном входе | 0.1V | 10% | ||
| При непосредственном входе | 0.2V | 10% | ||
| При непосредственном входе | 0.5V | 10% | ||
| При непосредственном входе | 1V | 10% | ||
| При непосредственном входе | 2V | 10% | ||
| При непосредственном входе | 5V | 10% | ||
| При включенном переключателе х5 | 0,1V | 10% |
3.5. Проверка ширины линии луча
Ширина линии по вертикали вычисляется по формуле где U1 — амплитуда импульсов, В; в — коэффициент отклонения по вертикали, V/DIV
Ширина линии по горизонтали вычисляется по формуле 
где U2 — амплитуда импульсов на выходе генератора, В; l — длина изображения по горизонтали, дел. - напряжение, при котором две светящиеся вертикальные линии соприкасаются.
За ширину линии луча принимается наибольшее значение результатов измерения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
| Проверяемая отметка | Допустимая ширина луча | Полученная ширина луча |
| 5mV | 2мм | |
| 5V | 1мм |
По результатам поверки осциллограф АСК-1052 признан годным/не годным
Лицо, проводившее поверку
Подпись __________ Расшифровка___________________________
Дата поверки: « »________ 20__г.
Вывод: в ходе лабораторной работы мною были составлены программа поверки и акт о поверке