Дослідження передавальних характеристик коаксіального шунта - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Дослідження передавальних характеристик коаксіального шунта

Необхідність вимірювати струми, напруги та інші величини в дуже широкому діапазоні. Розрахунок спектральної функції імпульсу, параметрів коаксіального шунта, індуктивностей. Дослідження передавальних властивостей шунта. Узгодження з осцилографом.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


«Дослідження передавальних характеристик коаксіального шунта »
1.3 Розрахунок спектральної функції та АЧХ імпульсу
1.4 Розрахунок параметрів коаксіального шунта
1.6 Дослідження передавальних властивостей шунта
У практиці радіовимірювань виникає необхідність вимірювати струми, напруги та інші величини в дуже широкому діапазоні їх значень. Так, наприклад, діапазон значень вимірюваних постійних струмів в різних галузях господарства країни приблизно дорівнює 10 -16 - 10 5 А. Для того, щоб використовувати вимірювальні механізми для різних меж вимірювання струмів, напруг та інших величин, широко застосовуються вимірювальні перетворювачі у вигляді шунтів. Шунти часто використовуються і в багатомежних вимірювальних приладах для дослідження електромагнітної сумісності обладнання.
Існують різні конструкції шунтів: стержневі, петлеві, дискові, але найбільш поширена конструкція коаксіальних шунтів. Вони мають більш низьку індуктивність ніж інші. Тому дана робота присвячена розрахунку та дослідженню передавальних властивостей коаксіального шунта для вимірювання розрядних струмів електрофізичних установок.
коаксіальний шунт напруга осцилограф
імпульс струму i(t) = I o e - д t sinщt,
радіус резистивного елементу коаксіального шунта R = 2 см,
максимальний опір шунта R ш = 5 · 10 -3 Ом.
Графік імпульсу струму, що вимірюється, приведено на рис. 1.1. Для побудови цього графіка була використана програма Excel.
З графіку отримані такі дані: амплітуда I max = I o e - д дорівнює 18,8 кА; період коливань Т = 2,5 мкс.
На рис. 1.2 приведено перший період коливань струму. На рисунку визначено час зростання та фронт імпульсу ф ф :
t a = t 0, 9 - t 0,1 = 4,02· 10 -7 - 0,373 · 10 - 7 = 3,83 · 10 -7 = 0,383 мкс.
ф ф = Т/4 = 6,25 · 10 -7 = 0,625 мкс.
t 0,1 і t 0,9 - моменти часу, при яких значення імпульсу струму складає 0,1 і 0,9 амплітуди, відповідно.
Рисунок 1.2 - Перший період коливань імпульсу струму, що вимірюється
1.3 Розрахунок спектральної функції і АЧХ імпульсу
Відомо, що будь який імпульс може бути розкладений у спектр по гармонікам. Цей розклад виконується за допомогою прямого перетворення Фур'є.
Вхідний імпульс має наступний вигляд: i(t) = I o e - д t sinщt.
Цей інтеграл має наступне рішення [3]:
Виділимо уявну частину, для цього чисельник і знаменник помножимо на сполучений вираз -- (, маємо:
Тоді амплітудно-частотна характеристика це
Побудуємо ампітудно-частотну характеристику (АЧХ) (рис. 1.3).
Визначемо граничну частоту на рівні 0,02 на графіку на рис. 1.3. Вона має таке значення щ гр 1 = 16000000 с -1 .
Визначимо граничну частоту за формулою f гр = ,
Рисунок 1.3 - Амплітудно-частотна характеристика вхідного імпульсу
1.4 Розрахунок параметрів коаксіального шунта
В якості матеріалу для шунта рекомендується брати манганін [1], так як він має малий температурний коефіцієнт опору (ТКО). Тому в даній роботі вибираємо манганін.
Манганін має наступні електрофізичні та механічні характеристики:
питомий електричний опір = 0,43 · 10 -6 Ом·м;
модуль пружності (Юнга) Е = 12,4 · 10 10 ;
Для проведення розрахунків параметрів шунта, використовуємо задані в ТЗ амплітуду імпульсу струму, що вимірюється 18,8 кА, максимальний опір шунта R ш = 5 · 10 -3 Ом та радіус резистивного елементу коаксіального шунта (радіус внутрішньої труби) R = 2 см.
За рекомендаціями [2], товщина резистивного елементу для забезпечення рівномірного розподілу струму повинна складати
де Д - глибина поверхневого (скін) шару.
де с - питомий опір матеріалу, частота, - магнітна стала.
Таким чином, товщина внутрішньої стінки d 0,15 мм. Площа перерізу, таким чином, складатиме S 20 мм 2 .
Тепер розрахуємо довжину струмової частини шунта за формулою
Величина руйнівного струму I p шунта
де E - модуль пружності (Юнга), ; m - коефіцієнт Пуассона; d - товщина внутрішньої стінки, см; R - радіус внутрішньої труби, см.
Маємо I p = 3,43 = 19210 А = 19,21 кА.
Так як I p > I max , умова виконується і трубу резистивного елемента виконуємо з фольги. Ескіз резистивного елементу коаксіального шунта згідно розрахунків (рис. 1.4).
Повна індуктивність пристрою, що вноситься в зовнішнє коло
де q- внутрішній діаметр зовнішньої труби шунта (рис. 1.5).
Візьмемо а = 5 мм, тоді q = 25,15 мм і повна індуктивність дорівнює
L У = 0,35· 10 -9 + = 10,89 · 10 -9 Гн.
Тепер накреслимо остаточну схему коаксіального шунта (рис. 1.5).
Рисунок 1.4 - Ескіз резистивного елементу коаксіального шунта
1 - центральний ввід шунта; 2 - внутрішня труба з фольги; 3 - зовнішня труба; 4 - центральний вимірюваний вивід; 5 - коаксіальний роз'їм, 6 - діелектричне кільце
Рисунок 1.5 - Схема коаксіального шунта
1.6 Дослідження передавальних властивостей шунта
Передавальні властивості шунта дослідимо за допомогою метода перехідної характеристики.
Перехідна характеристика може бути розрахована аналітично. Для цього, шунт потрібно представити у вигляді схеми заміщення [1]. Схема заміщення аналогічна схемі заміщення довгої лінії. Але є спрощена схема заміщення коаксіального шунта (рис. 1.6). Розрахована за спрощеною схемою перехідна характеристика має такий же час зростання, що і перехідна характеристика розрахована за повною схемою.
L ш - внутрішня індуктивність коаксіального шунта; R ш - опір шунта; i(t) - прямокутний імпульс
Рисунок 1.6 - Спрощена схема заміщення коаксіального шунта
Розрахунок перехідної характеристики операторним методом.
Перехідну характеристику розрахуємо операторним методом. Для цього перетворимо схему на рис. 1.6 в операторну схему заміщення (рис.1.7) і запишемо рівняння для цієї схеми.
Рисунок 1.7 - Операторна схема заміщення
Складемо систему рівнянь для схеми заміщення (рис.1.7), отримаємо
На основі закону Ома визначимо вихідну операторну напругу
Приводимо її до табличного виду [6]
Переходимо до оригіналу, маємо таку перехідну характеристику
Графік перехідної характеристики приведено на рис. 1.8.
Рисунок 1.8 - Перехідна характеристика коаксіального шунта та час її наростання
Визначення часу зростання та похибки, з якою передається фронт імпульсу струму.
На графіку (рис.1.8) визначено час зростання перехідної характеристики
= t 0, 9 - t 0, 1 = 3,05 · 10 - 8 - 0,21 · 10 -8 = 2,84 · 10 - 8 с.
Визначимо сумарний час наростання за формулою [1]
де - час наростання імпульсу струму, що вимірюється.
Фронт імпульсу струму, що вимірюється передається з похибкою д а = • 100 % = • 100 % = 0,29 %.
Визначимо час зростання імпульсу струму, що вимірюється з допустимою похибкою передавання 5 %
Таким чином, шунт дозволяє вимірювати імпульс струму з часом зростання t а ? 8,87 с.
З умови електротермічної стійкості і вибраній площі перерізу шунта (S = 20 мм 2 ), максимальний струм, який дозволяє вимірювати шунт має величину I max = 541 кА.
Шунт для вимірювання струму представляє собою активний опір, що включається в контур з струмом, що вимірюється, у місці, де цей контур має заземлення (рис. 1.9). Падіння напруги з шунта U ш (t), подається на осцилограф по коаксіальному кабелю, що має на кінці узгоджувальний опір.
Вимірювальний кабель К з хвильовим опором z с , що слугує для з'єднання шунта з осцилографом, може узгоджуватися з обох кінців включенням резисторів з опором z c , і напруга, що подається на вхід осцилографа, виявляється в два рази меншим, ніж знімається з шунта [2]. Але зазвичай достатньо узгодження с одного боку - на кінці кабелю. При узгодженні кабелю на кінці , хвиля, що приходить, не буде відбиватися.
R ш - опір шунта; К - коаксіальний кабель; z с - узгоджувальний опор; ЕО - електронно-променевий осцилограф
Рисунок 1.9 - Схема узгодження кабелю з ЕО
В роботі була досліджена передавальна характеристика шунта методом перехідної характеристики. Розрахована спектральна функція та побудована ампітудно-частотна характеристика імпульсу. Визначено граничну частоту, яка складає щ гр = 5715 с -1 . Фронт імпульсу струму, що вимірюється передається з похибкою д а = 0,29 %.
Шунт дозволяє вимірювати імпульс струму з часом зростання не менше 8,87 с (при допустимій похибці передавання 5 %).
Згідно з умовою електротермічної стійкості шунт дозволяє вимірювати струми до 541 кА.
1 Шваб А. Измерение на высоком напряжении. Пер. с нем. - М.: Энергоиздат, 1983. - 262 с.
2 Авруцкий В. А., Кужекин И. П., Чернов Е. Н. Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента. Учебное пособие. Под ред. И. П. Кужекина. - М.: МЭИ, 1983. - 264 с.
3 Двайт Г. Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М., 1973. - 228 с., ил.
Розрахунок спектральної функції імпульсу, параметрів поясу Роговського. Конструктивне виконання поясу Роговського. Розрахунок передаточної характеристики схеми заміщення. Розрахунок похибки та максимального часу наростання вимірюваного імпульсу. курсовая работа [812,8 K], добавлен 18.06.2012
Опис роботи схеми, знаходження передавальних функцій слідкуючого пристрою. Складання рівняння асинхронного двигуна. Визначення передавальних функцій системи. Аналіз граничного значення коефіцієнта передачі тахогенератора. Оптимізація роботи пристрою. курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.01.2015
Поняття і основні вимоги до приймально-передавальних систем в радіотехнічних засобах озброєння. Принципи побудови багатокаскадних передавальних пристроїв. Ескізні розрахунки структурної схеми радіолокаційного передавача. Вибір потужних НВЧ транзисторів. курсовая работа [53,7 K], добавлен 23.10.2010
Розробка загальної структури перетворювача ємність - тривалість імпульсу. Визначення залишкової напруги на колекторі. Визначення метрологічних характеристик. Моделювання одного з вузлів. Розрахунок підсилювача напруги. Розробка детальної структури схеми. курсовая работа [588,8 K], добавлен 29.11.2009
Критична довжина і критична частота основного типу хвиль коаксіального кабелю. Залежність групової швидкості від частоти. Визначення критичної довжини хвилі і критичної частоти основного типу хвиль прямокутного хвилеводу з певним поперечним перерізом. контрольная работа [508,9 K], добавлен 05.05.2015
Назначение соединительных линий, принципы корректирования амплитудно-частотной характеристики, назначение корректирующих контуров. Принципы корректирования с помощью шунта и разделительного трансформатора. Линейно-разделительные и защитные устройства. курсовая работа [693,1 K], добавлен 19.06.2010
Измерение постоянного тока, расчет сопротивления шунта, определение погрешности измерения. Теоретические сведения. Параметры магнитоэлектрического прибора. Конcтруирование магнитоэлектрического прибора. Проверка миллиамперметра. лабораторная работа [9,0 K], добавлен 10.06.2007
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Дослідження передавальних характеристик коаксіального шунта курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная работа: Возрастные особенности человека. Скачать бесплатно и без регистрации
Страхование предпринимательской деятельности
Реферат по теме Завершение политического объединения русских земель во второй половине XV в. – первой трети XVI века и создание единого государства
Реферат Президент Во Второй Половине Хх Века
Любовь Или Сумасшествие Итоговое Сочинение
Реферат: Методология и методы познания
Дипломная работа по теме Формирование у младших школьников понимания активной роли человека в обществе.
Курсовая работа по теме Физическая подготовка детей 5-6 лет к занятиям в школе
Русский Язык Сочинение По Картине Летом
Курсовая работа: Проект цеху з виробництва казеїну знежиреного
Сила Духа Сочинение 9.3 Каверина
Вводные Слова Курсовая Работа
Реферат по теме Процесс принятия потребительского решения
Стоматология Эсси Чита
Дипломная работа по теме Анализ состояния безработицы в России
Реферат: Техническое использование СЭУ. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Альтернативные формы обучения в дошкольном образовании
Любовь Основа Жизни Сочинение
Курсовая Работа Разработка Бизнес Плана
Дипломная работа по теме Разработка виртуальной лабораторной работы на базе виртуальной асинхронной машины в среде MATLAB
Разработка мероприятий по улучшению условий труда моториста в цехе топливоподачи ОАО "ОГК-6" Новочеркасской ГРЭС - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
Разработка системы защиты атмосферы при производстве поливинилхлорида - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда дипломная работа
Изучение процесса развития интенсивного чтения - Иностранные языки и языкознание курсовая работа