-
-
Temat ćwiczenia: Pomiary oscyloskopem	Nr w dzienniku: 29	Nr ćwiczenia: 11	Ocena:
Data wykonania: 15.11.2011 r.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z oscyloskopem analogowym oraz z jego praktycznym zastosowaniem.

2. Wprowadzenie

Ćwiczenie to polegało na obserwacji przesunięcia fazowego oraz pomiarów częstotliwości za pomocą oscyloskopu i krzywych Lissajous.

Oscyloskop jest uniwersalnym przyrządem pomiarowym, stosowanym do obserwacji odkształconych przebiegów elektrycznych i pomiaru ich parametrów używanym w pracach badawczych, naprawach, strojeniu i kalibracji wszelkiego rodzaju urządzeń

elektronicznych. Oscyloskop jest przyrządem stosowanym najczęściej do obserwacji na ekranie przebiegu napięcia w funkcji czasu. Poza tym stosowany może być do pomiaru napięcia, prądu, czasu, częstotliwości, kąta przesunięcia fazowego, mocy, wyznaczania charakterystyk diod i tranzystorów i badania wielu innych elementów.

Podstawowe parametry oscyloskopu

- częstotliwość pracy

- czułość napięciowa [mV/dz]

- podstawa czasu [s/dz]

Budowa lampy oscyloskopowej

Budowa lampy oscyloskopowej: K - katoda, G - grzejnik katody, W - siatka,

- anody, X - płytki odchylania poziomego, Y - płytki odchylania pionowego

ekranująca, E- ekran, P - powłoka grafitowa, O - osłona szklana

3. Zestawienie użytych w ćwiczeniu przyrządów pomiarowych oraz zestawów ćwiczeniowych:

• Oscyloskop Metrix OX 800

• Generator funkcyjny NDN DF1642B

• Przewód koncentryczny

• Przewód koncentryczny

• Przewód koncentryczny

• Multimetr cyfrowy MY-68

4. Opis teoretyczny

Oscyloskop elektroniczny bardzo często wykorzystuje się do pomiarów częstotliwości. W celu bezpośredniego pomiaru częstotliwości, napięcie Ux o mierzonej częstotliwości fx doprowadza się do wejścia Y, a układ odchylenia poziomego X zasila się z zewnętrznego generatora podstawy czasu. Tak nastawia się częstotliwość generatora podstawy czasu oscyloskopu i pokrętła synchronizacji, aby na jego ekranie otrzymać pełny i nieruchomy obraz przebiegu. Częstotliwość fx przebiegu badanego jest odwrotnością okresu. Oscyloskop umożliwia również pomiar częstotliwości metodą porównawczą. W metodzie tej częstotliwość mierzona fx jest porównywana z częstotliwością wzorcową fw. Napięcie Ux o częstotliwości mierzonej fx doprowadza się do wejścia X oscyloskopu, a napięcia Uw o częstotliwości wzorcowej fw (otrzymane z generatora wzorcowego) doprowadza się do wejścia Y. Przy określonym stosunku częstotliwości fx i fw na ekranie obserwuje się stabilne figury, zwane figurami Lissajous.

5. Schemat ćwiczenia

1. Oscyloskop jednostrumieniowy

2. Oscyloskop dwustrumieniowy

3. 
   układ do pomiaru parametrów przebiegu przy pomocy oscyloskopu

6. Pomiary i wyliczenia

1. Obliczanie napięcia międzyszczytowego

Wartość międzyszczytową napięcia pp U (pik - pik) przebiegu wyznaczyć można ze wzoru:

U pp = d *K

gdzie:

d - wysokość obrazu badanego napięcia w działkach lub w cm

K - aktualna wartość współczynnika odchylania pionowego (wzmocnienia w torze Y)

w V./cm lub V/dz.

Wartość skuteczną U napięcia wyznaczyć można ze wzoru:

V_pp=U_v*√2*2

V_pp=7,45V*√2*2=21,009V

U_v=V_pp/√2*2

Uv=21,009V/2,82=7,45V

2. Obliczanie częstotliwości

f=1/T_x

T_x=L_x/V_x

L_x - długość odcinak odpowiadającego jednemu okresowi przebiegu

V_x - prędkość plamki w linii poziom odczytana z położenia przełącznika podstawy czasu w mm/s.

T_x=2/10ms=0,2

f=1/0,2=5

3. Pomiary przesunięcia fazowego

Czułość pionowa:

= 1ns/cm

= 2V/cm

Wyliczenia:

ϕ = 1/k * 360°

ϕ = 1/6,8 * 360°

ϕ = 52,9°

U1 = U1 max sin ω t

U1 = 2V sin 1°

U1 = 2V * 0,841471

U1 = 1,682942V

U2 = U2 max sin (ω t + ϕ)

U2 = 2V sin 53,9°

U2 = 2V * -0,4732

U2 = -0,94641V

7. Wnioski i spostrzeżenia

Pomiar częstotliwości za pomocą oscyloskopu obarczony jest niewielkim błędem z powodu trudności związanych z ustawieniem odpowiedniej częstotliwości na obu generatorach. Pomiar przesunięcia fazowego za pomocą oscyloskopu jedno lub dwustrumieniowego jest raczej dokładnym pomiarem nie obarczonym dużym błędem.

---