Rok Akademicki 2003/2004 semestr III		Ćwiczenia z Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej PWSZ W PILE
Kierunek	EzE		Badanie oscyloskopu
Grupa	1A
Podgrupa
Data ćw.	2003-04-02		Sprawozdanie wykonali	1.
Ocena				2.
podpis				3.
Prowadzący:		Mgr inż. M.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było sprawdzenie dokładności oscyloskopu jak również zbadanie napięcia szumu na wyjściu zasilacza dla U = 10 V.

2. Schematy połączeń.

a)

b)

3. Przebieg ćwiczenia.

Wpierw wykonaliśmy pomiary dla schematu pierwszego, dla kanału pierwszego CH₁ oraz dla kanału drugiego CH₂. Następnie sprawdziliśmy wartości współczynnika odchylania toru X jak również wartość współczynnika odchylania toru Y. Wykonaliśmy pomiary dla schematu drugiego tak jak dla schematu pierwszego dla obu kanałów X i Y.

Na koniec zbadaliśmy napięcie szumu na wyjściu zasilacza dla U = 10 V dla każdego kanału CH₁ oraz CH₂ wyznaczaliśmy odchylenie i czułość rzeczywistą dla trzech różnych napięć po trzy różne pomiary dla każdego napięcia, wyniki pomiarów zostały wpisane do tabel wyników.

3.1. Tabela z wynikami dotycząca pomiaru pierwszego [schemat a) ]:

U[V]		Odchylenie [cm]			Czułość rzeczywista CH1 [V/cm] CH2
				CH1			CH2
	1,091	0,2	5,6	5,1		0,19	0,21
		0,5	2,4	2,1		0,46	0,52
		1	1,2	1,0		0,91	0,91
	1,593	0,2	8,1	8,0		0,20	0,20
		0,5	3,4	3,2		0,47	0,50
		1	1,8	1,6		0,86	1,00
	2,011	0,5	4,2	4,0		0,48	0,50
		1	2,2	2,0		0,91	1,01
		2	1,2	1,0		1,68	2,01

3.2. Sprawdzenie wartości współczynnika odchylania toru X:

KXn	UX	δU	X	δX	KX	δKX	ΔKX	Ostateczny wynik
[V/cm]	[V]	[%]	[cm]	[%]	[V/cm]	[%]	[V/cm]	[V/cm]
0,2	1,091	0,26	5,6	0,18	0,20	0,44	0,0009	0,2 ± 0,0009
0,5					2,4	0,42	0,46	0,68	0,0031	0,5 ± 0,0031
1					1,2	0,83	0,91	1,09	0,0100	1 ± 0,0100
0,2			1,593	0,21	8,1	0,12	0,20	0,33	0,0007	0,2 ± 0,0007
0,5					3,4	0,29	0,47	0,50	0,0024	0,5 ±0,0024
1					1,8	0,56	0,86	0,77	0,0066	1 ±0,0066
0,5			2,011	0,18	4,2	0,24	0,48	0,42	0,0020	0,5±0,0020
1					2,2	0,45	0,91	0,63	0,0057	1±0,0057
2					1,2	0,83	1,68	0,01	0,0002	2 ±0,0002

Objaśnienia:

K_Xn - znamionowa wartość współczynnika odchylania toru X

U_X - napięcie stałe doprowadzone do toru X

K_X - współczynnik odchylania toru X

X - odchylenie plamki od położenia spoczynkowego

δ_KX - błąd współczynnika odchylania K_X

δ_U - błąd pomiaru napięcia woltomierzem

δ_X - błąd pomiaru długości X

δ₁ = 0,08% Δ_X = 1mm

Δ₂ = 2*1mV

W_o = wartość zmierzona

3.3 Sprawdzenie wartości współczynnika odchylania toru Y.

Tabela pomiarowa:

KYn	UY	δU	Y	δY	KY	δKy	ΔKy	Ostateczny wynik
[V/cm]	[V]	[%]	[cm]	[%]	[V/cm]	[%]	[V/cm]	[V/cm]
0,2	1,091	0,26	5,1	0,20	0,21	0,46	0,0010	0,21 ± 0,0010
0,5					2,1	0,48	0,52	0,76	0,0040	0,52 ± 0,0040
1					1,0	1	1,09	1,26	0,0137	1,09± 0,0137
0,2			1,593	0,21	8,0	0,13	0,20	0,34	0,0007	0,20± 0,0007
0,5					3,2	0,31	0,50	0,52	0,0026	0,50±0,0026
1					1,6	0,63	1,00	0,84	0,0084	1,00±0,0084
0,5			2,011	0,18	4,0	0,25	0,50	0,43	0,0022	0,50±0,0022
1					2,0	0,5	1,01	0,68	0,0067	1,01±0,0067
2					1,0	1	2,01	1,18	0,0237	2,01±0,0237

Objaśnienia:

K_Yn - znamionowa wartość współczynnika odchylania toru Y

U_Y - napięcie stałe doprowadzone do toru Y

K_Y - współczynnik odchylania toru Y

Y - odchylenie plamki od położenia spoczynkowego

δ_Ky - błąd współczynnika odchylania K_Y

δ_U - błąd pomiaru napięcia woltomierzem

δ_Y - błąd pomiaru długości Y

δ₁ = 0,08% Δ_Y = 1mm

Δ₂ = 2*1mV

W_o = wartość zmierzona

3.3 Tabela z wynikami dotycząca pomiaru drugiego [schemat b) ]:

f	100Hz	1kHz	10kHz	100kHz	1MHz
frz	100,93 Hz	1,0005kHz	10,0666kHz	100,875kHz	1,0072kHz
Podstawa czasu	2ms	0,2ms
Okres przebiegu na ekranie [cm]	4,95	4,95	4,95	4,90	5,00
Rzeczywista czułość podstawy czasu

3.4. Napięcie szumu na wyjściu zasilacza dla U = 10 V:

Obraz na oscyloskopie: 20mV/cm

4. Dane przyrządów użytych w ćwiczeniu.

• woltomierz napięcia stałego: 0,08+2dgt,

• generator prądu,

• oscyloskop,

5. Wnioski i uwagi.

W ćwiczeniu za pomocą oscyloskopu obserwowaliśmy przebiegi elektryczne oraz wykonywaliśmy pomiar napięcia i częstotliwości, korzystając z różnych trybów pracy oscyloskopu. Wykonując pomiar stałej napięciowej możemy stwierdzić, że jest ona obarczona dużym błędem. Błąd ten maleje wraz ze wzrostem napięcia. Dodatkowo na wielkość błędu wpływa grubość linii na ekranie oscyloskopu. Nasuwa to wniosek , że badanie sygnałów stałych oscyloskopem nie jest zbyt precyzyjne i do dokładnego pomiaru lepiej zastosować dodatkowy woltomierz.

Po sprawdzeniu wartości współczynnika odchylania toru Y i X widać, że wartości te różnią się wartości znamionowych nawet po uwzględnieniu błędów. Jest to dowodem na to, że oscyloskop nie jest dobrym narzędziem do pomiaru wielkości a jedynie do zdejmowania charakterystyk i badanai przebiegów. Oscyloskop jest natomiast jedynym narzędziem pomiarowym, przy pomocy którego możemy badać sygnały nieregularne (np. impulsy) i wyznaczać ich amplitudy. Oscyloskop można też wykorzystać do pomiaru częstotliwości.

Widać wyraźnie, że wybór wejścia AC spowodowało wyeliminowanie z sygnału wejściowego składowej stałej. Wynika to z faktu, że przełączenie oscyloskopu w tryb AC wprowadza sprzężenie przez kondensator.

Sprawdzając rzeczywistą czułość podstawy czasu przy częstotliwościach zawierających się w zakresie 100 Hz - 1 MHz zauważono, że podstawa czasu nastawiana na oscyloskopie nieznacznie różni się z podstawą czasu przez nas obliczoną (rzeczywistą).

Na wyjściu każdego zasilacza istnieje zjawisko szumu napięcia. Zależy ono od jakości zasilacza. Dla gorszych napięcie szumu jest o wiele większe od zasilaczy lepszej jakości. W naszym przypadku napięcie to nie przekraczało 60 mV.

---