Расчетная часть

Системные требования: Pentium-150MHz, 16Mb RAM, Windows 9x или Windows NT, Microsoft Word, Micro-Cap.

Цель работы: Научиться создавать и рассчитывать колебательные цепи с двумя степенями свободы.

Задание 1: Исследовать амплитудно-частотные характеристики двух взаимосвязанных колебательных контуров при различных коэффициентах связи.

Практическая часть

Используемое оборудование: учебный стенд; двухлучевой осциллограф; мультиметр; частотомер; генератор гармонических колебаний; двухполярный источник питания; электронно-счетный частотомер.

Цель работы: Используя учебный стенд и измерительные приборы научиться исследовать режимы связанных колебаний в пьезорезонансных измерительных преобразователях с двумя степенями свободы.

Задание 2: Исследовать режимы связанных колебаний в пьезорезонансных измерительных преобразователях при возбуждении колебаний от внешнего генератора.

Порядок выполнения расчетной части

1.  Запустить приложение Microsoft Word и создать пустой документ. Это необходимо для выполнения отчета по работе.

2.  Запустить приложение Micro-Cap. В новом проекте создать схему, приведенную на рисунке 3.1. Элементы схемы выбираются исходя из номера варианта по таблице 3.1. Для расчета можно воспользоваться следующими формулами, учитывая, что С1=С2 и L1=L2:

, .

Рисунок 3.1 – Два колебательных контура с одинаковой резонансной частотой. Метками In и Out обозначены входной и выходной зажимы соответственно.

Таблица 3.1 – Выбор параметров колебательной системы по вариантам

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
Вариант

Q

f0
R
Вариант

Q

f0

R

1

60

120 кГц

100 Ом

9

60

125 кГц

110 Ом

2

65

115 кГц

150 Ом

10

73

95 кГц

250 Ом

3

70

80 кГц

200 Ом

11

72

90 кГц

220 Ом

4

50

100 кГц

300 Ом

12

52

110 кГц

320 Ом

5

55

75 кГц

400 Ом

13

53

90 кГц

450 Ом

6

63

60 кГц

500 Ом

14

64

110 кГц

510 Ом

7

50

120 кГц

800 Ом

15

59

95 кГц

360 Ом

8

70

105 кГц

1 кОм

16

68

105 кГц

95 Ом

3.  Построить амплитудно-частотную характеристику двух колебательных контуров при коэффициенте связи k=10-6, график поместить в отчёт.

4.  Запустить режим анализа по переменному току (Analysis\AC Analysis или Alt-2).

5.  В появившемся диалоговом окне AC Analysis Limits необходимо выполнить следующие установки:

-  в поле Frequency Range (диапазон частот) ввести в зависимости от заданной частоты свой диапазон, например, если f0=140кГц, тогда ввести «150к, 130к»;

-  в поле Frequency Step (шаг по частоте) выбрать Linear;

-  в поле Number of Points (количество точек) ввести «1000»;

-  в поле Temperature ввести значение 20, хотя это не имеет большого значения, поскольку в схеме отсутствуют температурно-зависимые элементы;

-  включить флажок Auto Scale Ranges (Автоматический выбор масштаба графика);

-  в поле X Expression (выражение по оси абсцисс) таблицы ввести «F», что означает частоту;

-  в поле Y Expressison (выражение по оси ординат) таблицы ввести V(OUT), т. е. напряжение на зажиме, обозначенном «OUT»;

-  слева от таблицы имеется набор цветных пиктограмм, необходимо установить режим линейного масштаба по оси абсцисс;

-  запустить вычисления, нажав кнопку Run.

Рисунок 3.2 - АЧХ двух колебательных контуров с коэффициентом связи k=10-6

6.  Построить амплитудно-частотные характеристики при k·Q=1; k·Q=2; k·Q=4. С помощью подписать значение парциальных частот.

Рисунок 3.3 - АЧХ двух колебательных контуров с коэффициентом связи k·Q=4

7.  Графики поместить в отчёт.

Порядок проведения экспериментальных исследований

Используя соответствующие руководящие материалы к пользованию измерительными приборами и оборудованием учебного стенда собрать схему для проведения экспериментальных исследований в соответствии с заданием к первой части лабораторной работы, произвести необходимые измерения и оформить отчет о выполненной работе.

Отчет сдается в распечатанном виде.

Лабораторная работа №5

Исследование автоколебательных процессов в пьезорезонансном измерительном преобразователе с двумя степенями свободы

Расчетная часть

Системные требования: Pentium-150MHz, 16Mb RAM, Windows 9x или Windows NT, Microsoft Word, Micro-Cap.

Цель работы: Научиться рассчитывать автоколебательные процессы в эквивалентных электрических схемах замещения пьезорезонансных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы.

Задание 1: Исследовать автоколебательные процессы в системе с двумя степенями свободы.

Практическая часть

Используемое оборудование: учебный стенд; двухлучевой осциллограф; мультиметр; частотомер; генератор гармонических колебаний; двухполярный источник питания; электронно-счетный частотомер.

Цель работы: Используя учебный стенд и измерительные приборы научиться исследовать автоколебательные процессы в пьезорезонансных измерительных преобразователях с двумя степенями свободы.

Задание 2: Исследовать особенности возбуждения автоколебательных процессов в пьезорезонансных измерительных преобразователях с двумя степенями свободы.

Порядок выполнения расчетной части

1.  В новом проекте Micro-Cap создать схему, приведенную на рисунке 3.4. Параметры элементов выбираются исходя из номера варианта по таблице 3.1. Номиналы индуктивности и ёмкости взять С1=С2, L1=L2.

Рисунок 3.4 –Схема для исследования временной зависимости сигналов на сопротивлениях, при k=4/Q. Метками In и Out обозначены входной и выходной зажимы соответственно.

2.  Схема для исследования помещается в отчёте.

3.  С помощью режима Transient Analysis построить временную зависимость сигналов на R1 и R2. Выполняется это аналогично п.26, 27 практической работы №1. Должна получиться зависимость аналогичная приведенной на рисунке 3.5. Она помещается в отчет.

Рисунок 3.5 - Временная зависимость сигналов на R1 и R2

4.  Вернуться в режим Transient Analysis и построить спектры сигналов на R1 и R2. Для этого в поле XExpression ввести F - т. е. частоту, а в поле YExpression – HARM(V(R)) – т. е. спектр сигналов. На полученном графике спектра нужно выделить область основных частотных составляющих, используя для этого значок . Для более наглядного вида, необходимо, отключить Auto Scale Ranges, и вручную произвести масштабирование по осям, используя для этого поля X Range и Y Range. Оба графика вместе (см. рисунок 3.6) помещаются в отчет.

Рисунок 3.6 – Спектры колебаний в первом и во втором контурах. Видно, что каждый из контуров совершает колебания на двух частотах.

Порядок проведения экспериментальных исследований

Используя соответствующие руководящие материалы к пользованию измерительными приборами и оборудованием учебного стенда собрать схему для проведения экспериментальных исследований в соответствии с заданием к первой части лабораторной работы, произвести необходимые измерения и оформить отчет о выполненной работе.

Отчет сдается в распечатанном виде.

Лабораторная работа №6

Исследование режимов работы пьезорезонансных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы

Задание:

Порядок выполнения работы:

Расчетная часть

Системные требования: Pentium-150MHz, 16Mb RAM, Windows 9x или Windows NT, Microsoft Word, Micro-Cap.

Цель работы: Научиться моделировать режимы работы пьезорезонансных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы с использованием их эквивалентных электрических схем замещения.

Задание 1: Исследовать асинхронный и синхронный режимы работы связанных колебаний в эквивалентных электрических схемах замещения пьезорезонансных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы. Определить условие синхронизации в системе. Проанализировать амплитудную и частотную модуляции колебаний в режиме биений колебаний с частичным увлечением частот.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8