Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки




Скачать 62.82 Kb.
НазваниеЛабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки
Дата конвертации21.03.2013
Размер62.82 Kb.
ТипЛабораторная работа
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ИЗУЧЕНИЕ ОСЦИЛЛОГРАФА И ИЗМЕРЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ТРУБКИ


1. Введение


Цель работы состоит в изучении принципа работы осциллографа и определении чувствительности трубки по вертикальной и горизонтальной осям.

Устройство и назначение основных узлов осциллографа подробно изложены в специальном приложении, находящемся на установке. Приведенное в приложении задание по ознакомлению с органами управления и регулировки осциллографа составляет содержание первой части работы. В настоящем описании непосредственно разбираются вопросы, связанные с движением электронов в электростатическом поле отклоняющих пластин осциллографа и с вычислением одной из характеристик трубки – чувствительности.


2. Описание установки и метода измерений


Рассмотрим метод определения чувствительности трубки.

Пучок электронов, выйдя из электронной пушки с заданной скоростью, зависящей от разности потенциалов между катодом и вторым анодом, проходит между двумя парами отклоняющих пластин. Под действием взаимно перпендикулярных электрических полей этих пластин луч на экране осциллографа испытывает смещение вдоль горизонтальной X и вертикальной Y осей. Рассмотрим величину смещения пучка электронов в электрическом поле одной пары пластин, например, вертикально отклоняющих (рис. 1). Будем считать, что поле между пластинами А, В однородно и перпендикулярно плоскости пластин. Введем следующие обозначения: d – расстояние между пластинами; – длина пластин; L – расстояние от конца пластин до экрана; U – разность потенциалов пластин. Скорость электронов при входе в область отклоняющего поля (точка 0) направлена вдоль оси X трубки (параллельно пластинам). Поле между пластинами действует на электрон с постоянной силой , направленной по оси Y. Здесь е – заряд электрона, – напряженность электрического поля. Под действием этой силы электрон движется по оси Y равноускоренно и его смещение y1 при выходе из области поля пластин будет равно

(1)



Анод

Рис. 1

где t1 – время движения электрона между пластинами. Ускорение а определяют из второго закона Ньютона: , где m – масса электрона. Поскольку для однородного поля E = U/d, то

. (2)

Движение электрона вдоль оси X является равномерным, поэтому время t1, необходимое для прохождения расстояния , можно найти по формуле

. (3)

Скорость 0 зависит от разности потенциалов U0 между катодом и вторым анодом и определяется из условия

, откуда . (4)

Подставив (2), (3) в (1), получим

.

Смещение электрона у2 за пределами пластин, где он равномерно движется по прямой СD, можно записать в виде

(5)

где y – скорость по оси Y, которой обладает электрон при вылете из пространства между пластинами, a t2 – время пролета от точки С до точки Д экрана. Очевидно, что ,. Подставив значения a, t1 и t2 в формулу (5), получим

.

Полное отклонение на экране по оси Y (при условии, что <
.

С учетом соотношения (4) получим

. (6)

Чувствительностью трубки S называют величину отклонения электронного луча на экране, вызванного разностью потенциалов в 1 В на соответствующей паре отклоняющих пластин. Следовательно, чувствительность трубки Sy, мм/В, по оси Y будет равна

.

Из этого видно, что чувствительность зависит от параметров трубки и от напряжения между катодом и вторым анодом. Аналогично определяется чувствительность трубки по оси X Sx = x/U. Чувствительность горизонтально и вертикально отклоняющих пластин Sx; Sy неодинакова, так как они расположены на разных расстояниях L от экрана.

В работе изучается универсальный осциллограф С1-68. Принципиальная схема установки приведена на рис. 2. Для определения чувствительности трубки на отклоняющие пластины подают синусоидальное напряжение известной амплитуды. В качестве источника такого напряжения используют звуковой генератор ГЗ-102. Осциллограф и генератор смонтированы таким образом, что видны только их передние панели. Так как условия работы требуют подачи напряжения непосредственно на пластины X и Y (без усиления и развертки), то под осциллографом расположены клеммы с обозначениями «пл. X» и «пл. У», которые, в свою очередь, соединены проводами (на установке не видны) с соответствующими пластинами*. (* Гнезда пластин X и Y расположены на баковых поверхностях корпуса осциллографа, который помещен внутри стенда.)

Для измерения чувствительности трубки вдоль оси Y к клеммам, обозначенным Y, присоединяют кабель, идущий от генератора. При подаче напряжения U на вертикально отклоняющие пластины Y на экране осциллографа появляется вертикальная прямая линия.




Рис. 2

Длина линии зависит от подаваемого напряжения, величину которого измеряют вольтметром, расположенным на панели генератора. Длину у светящейся линии измеряют с помощью делений сетки экрана осциллографа. Так как вольтметр показывает действующее значение U напряжения, а длина линии на экране пропорциональна удвоенной амплитуде подаваемого напряжения, то чувствительность трубки по оси Y определяется соотношением

. (7)

Здесь использована связь между действующим и амплитудным значениями напряжения . Для измерения чувствительности горизонтально отклоняющих пластин X необходимо напряжение U от генератора подать на клеммы «X». На экране появляется горизонтальная прямая линия. Измеряют длину х этой линии по делениям сетки экрана, действующее значение напряжения U по вольтметру генератора. Аналогичным методом рассчитывают чувствительность трубки по оси X

. (8)

Чувствительность самой трубки осциллографа обычно невелика, в лучшем случае около 1 мм/В. Для исследования слабых сигналов осциллографы снабжаются усилителями, которые позволяют усиливать сигналы до необходимой величины перед их подачей на отклоняющие пластины (см. приложение).


3. Порядок выполнения работы


Часть 1


Ознакомление с органами управления и регулировки осциллографа (см. приложение)


Часть 2


Определение чувствительности трубки

  1. Включают осциллограф. Появившееся на экране светящееся пятно выводят в центр экрана поворотом ручек « » и « ». Устанавливают нормальную яркость и фокусировку с помощью соответствующих ручек. Развертку необходимо выключить. Генератор отсоединен. Положения ручек ЭО и Г указаны в таблице к работе.

  2. Подключают кабель Г к клеммам Y, выведенным на панель.

  3. Ручкой «рег. выхода» устанавливают на вольтметре генератора максимальное значение U = 10 В, при этом должна быть нажата клавиша «10». Значение частоты – произвольное.

  4. Измеряют длину y светящейся линии с помощью делений сетки экрана.

  5. Повторяют измерения для других четырех значений U.

  6. Переключают кабель генератора на клеммы X.

  7. Измеряют длину линии х при тех же пяти значениях U, начиная с 10 В.


4. Обработка результатов измерений

Таблица

U, В

y, мм

х, мм

Sy, мм/В

Sx, мм /В
















Среднее







  1. Вычисляют Sx и Sy по формулам (7) и (8).

  2. Проверяют линейность осциллографической трубки, т. е. строят график зависимости х от U и у от U.

  3. По обычным правилам выводят формулы погрешности и производят расчет , , , .

  4. Записывают окончательный результат.

  5. Дополнительное задание: провести измерения чувствительности на нескольких диапазонах частот звукового генератора; проверить зависимость чувствительности от U0.


5. Контрольные вопросы


  1. Назовите основные узлы осциллографа.

  2. Каково устройство электронно-лучевой трубки?

  3. Какие виды движения электронов имеют место в электронно-лучевой трубке?

  4. Что называется чувствительностью трубки, почему чувствительность X и Y пластин разная?

  5. Как находят величины Sy и Sx в данной работе?


ЛИТЕРАТУРА

l. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики. Т. 2. – М.: Высш. школа, 1977, § 10.3.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconИзучение электонно – лучевого осциллографа
Измерение с помощью осциллографа напряжения, тока, коэффициента мощности и определение параметров электрической цепи

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №2 "Измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра" Лабораторная работа №3 "Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках"!
Лабораторная работа №7" Определение выталкивающей силы, действующее на погруженное в жидкость тело"

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №1. Изучение работы осциллографа, генератора, вольтметра
Оборудование: генератор гсф-2, осциллограф С1-131/1-Д, вольтметр В7-58/2, сигнальные провода

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной схемы самолетного ответчика Лабораторная работа №11. Изучение принципа действия и проверка функционирования приемника врл «Корень-ас»
Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №24 градуирование шкалы монохроматора. Изучение спектра водорода и измерение постоянной ридберга
Цель работы. Получение навыков работы с монохроматором, наблюдение и измерение длин волн спектра излучения водорода

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №21 исследование электрических затухающих колебаний при помощи осциллографа
Цель работы: изучение зависимости периода затухающих колебаний и логарифмического декремента затухания от параметров колебательного...

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа 9 Измерение скорости полета пули
...

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №15 y-циркулятор
Цель работы – изучение принципа работы y- циркулятора и измерение его параметров

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа №1 Изучение автоматической телеграфной станции ат-пс-пд лабораторная работа №2 Изучение телеграфного коммутационного сервера «Вектор-2000»
Рецензент – зам начальника Гомельской дистанции сигнализации и связи Белорусской железной дороги В. И. Прокопюк

Лабораторная работа №8 изучение осциллографа и измерение чувствительности трубки iconЛабораторная работа по психогенетике 2007
Измерение количественных признаков, построение распределений, вычисление основных статистик, подсчет корреляций между признаками...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница