Przemysław Marciniak
Marcelina Mielczarek
Temat: Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja
i pomiar parametrów przebiegów okresowych.
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z zasadą działania analogowego oscyloskopu elektronicznego i jego schematu blokowego. Poznanie głównych parametrów charakteryzujących sygnał okresowy. Wykorzystanie oscyloskopu do obserwacji i pomiarów podstawowych parametrów sygnału okresowego.
Spis przyrządów i ich parametry:
- oscyloskop elektroniczny
- miernik cyfrowy typu Metex 4640
- woltomierz AC-UAC
1.Pomiar okresu i wyznaczenie częstotliwości.
| Pomiar okresu oscyloskopem | fX obliczone z TX | Wynik | |
|---|---|---|---|
| Lp | XT | CX | TX |
| dz | ms/dz | ms | |
| 1. | 9,5 | 0,2 | 1,9 |
| 2. | 3,8 | 0,5 | 1,9 |
| 3. | 1,9 | 1 | 1,9 |
| 4. | Pomiar częstotliwości miernikiem fM | 525 | 6,5 |
Niepewność pomiarowa miernika Metex 4640 - ±0,1% rdg + 2dgt (dgt=3)
XT - odległość między maksimami - ilość działek odczytana z oscyloskopu
CX - podstawa czasu – ustawiona na oscyloskopie
TX - okres
δTX - niepewność względna okresu (wyrażona w %)
ΔTX - niepewność bezwzględna pomiaru okresu
fX - częstotliwość
δfX - niepewność względna częstotliwości (wyrażona w %)
ΔfX - niepewność bezwzględna pomiaru częstotliwości
Wykres częstotliwości (fX)od podstawy czasowej (CX)
Przykładowe obliczenia:
np.
np.
np.
np.
np.
np.
np.
2.Pomiar napięcia międzyszczytowego i wyznaczenie wartości skutecznej.
| Pomiar oscyloskopem UPP | Obliczone z UPP | Obliczone z UPP | Wynik | |
|---|---|---|---|---|
| Lp | YPP | CY | UPP | δΥΠΠ |
| dz | V/dz | V | % | |
| 1. | 6,6 | 2 | 13,2 | 4,5 |
| 2. | 12,4 | 1 | 12,4 | 3,8 |
| 3. | 2,6 | 5 | 13 | 6,8 |
| 4. | Pomiar napięcia woltomierzem AC – UAC_V | 4,63 | 0,55 | 0,03 |
Niepewność pomiarowa woltomierza - 0,4% rdg + 0,07% * 10 v
YPP - ilość działek, odczytana z oscyloskopu, miedzy maksimum a minimum, na osi Y
CY - liczba woltów przypadających na jedna działkę na osi Y
UPP - napięcie międzyszczytowe
δUPP - niepewność względna napięcia międzyszczytowego (wyrażona w %)
ΔUPP - niepewność bezwzględna napięcia międzyszczytowego
UMAX - napięcie maksymalne
δUMAX - niepewność względna napięcia maksymalnego (wyrażona w %)
ΔUMAX - niepewność bezwzględna napięcia maksymalnego
UAC –wartość skuteczna napięcia
δUAC - niepewność względna wartości skutecznej napięcia (wyrażona w %)
ΔUAC - niepewność bezwzględna wartości skutecznej napięcia
UAC_V – wartość skuteczna napięcia zmierzona woltomierzem
Przykładowe obliczenia:
np.
np.
np.
np.
np.
np.
np.
np.
np.
np.
3. Wnioski:
Podczas pomiaru okresu i częstotliwości oscyloskopem można zauważyć, że wraz ze wzrostem podstawy czasu, maleją odległości między maksimami. Jednak nie wpływa to na okres, który wraz ze wzrostem podstawy czasu nie zmienia się. Wraz ze wzrostem podstawy czasu wzrastają bezwzględna i względna niepewność pomiaru okresu.
Podczas pomiaru napięcia międzyszczytowego wraz ze wzrostem stałej CY malała liczba działek, odczytywanych z oscyloskopu, zawierających się między maksimum a minimum funkcji. Napięcie międzyszczytowe pozostawało bez zmian, bez względu na zmiany zakresu. Niepewności pomiaru napięcia międzyszczytowego wraz ze wzrostem ilości woltów przypadających na jedną działkę wzrastały, czyli dokładność pomiaru malała.
Napięcie maksymalne pozostawało bez zmian, ale wraz ze wzrostem CY malała dokładność pomiaru napięcia maksymalnego. Również napięcie międzyszczytowe nie zmieniało się wraz ze wzrostem wartości CY, wzrastała natomiast niedokładność pomiaru tego napięcia.
Częstotliwość zmierzona miernikiem cyfrowym miała mniejszy błąd pomiaru niż wyniki otrzymane na oscyloskopie. Również w przypadku napięcia skutecznego, pomiar woltomierzem cyfrowym okazał się dokładniejszy, tzn. jego błąd pomiaru był mniejszy niż w przypadku oscyloskopu.