Metrologia II – ćwiczenia laboratoryjne 

Sprawozdanie z laboratorium  

„Zastosowanie  oscyloskopu katodowego” 

Mędala Jan, Mleczko Agnieszka, Mróz Łukasz, Myśliwiec Łukasz gr.13 

 
 

I. 

Część teoretyczna 

 

Budowa oscyloskopu katodowego 

Zasadniczym  elementem  oscyloskopu  jest  próżniowa  lampa  oscyloskopowa,  zawierająca 

zespół elektrod służących do wytwarzania i sterowania wiązki elektronów. 

Schemat lampy elektronowej (źródło: skrypt „Podstawy Metrologii Technicznej”): 

 
1.Grzejnik – podgrzewa katodę 
2.Katoda – emitująca elektrony 
3.Siatka sterująca o potencjale ujemnym względem katody – wstępnie skupia elektrony 
4.Anoda o potencjale dodatnim względem katody – przyspiesza ruch elektronów 
5.Elektroda ogniskowa – formuje w wiązkę strumieo elektronów 
6.Elektrody – odchylające wiązkę w poziomie 
7.Elektrody – odchylające wiązkę w pionie 
8.Elektroda przyspieszająca ruch elektronów – polepsza jasnośd świecenia ekranu 
9.Ekran oscyloskopu – pokryty luminoforem, świeci pod wpływem wiązki elektronów 
10.Baoka szklana – obudowa lampy 
 

Wychylenie wiązki w kierunku poziomym proporcjonalne do czasu uzyskujemy przykładając 

do płytek (6) napięcie piłokształtne: 

Wzrost napięcia odpowiada ruchowi plamki ze stałą prędkością.  Spadek powoduje powrót 

plamki  do  położenia  początkowego.  Długośd  drogi  odbytej  przez  plamkę  na  ekranie  oscyloskopu 
zależy od amplitudy napięcia. 
 

II. 

Część doświadczalna  

 
Cel dwiczenia:  

Celem  dwiczenia  jest  poznanie  podstawowych  własności  oscyloskopu  katodowego  jako 

rejestratora  szybkozmiennych  sygnałów    napięciowych,  nabycie  umiejętności  doboru  i 
posługiwania  się  nim    oraz  ocena  możliwości  zastosowania  oscyloskopu  w  miernictwie  do 
konkretnych pomiarów. 
 
Doświadczenie 1: 
 

Określenie amplitudy i okresu dla sygnału sinusoidalnego przy pomocy oscyloskopu. 

 

Oś napięcia 

Oś czasu 

Stała podziałki 

[V/dz] 

Liczba działek 

Amplituda [v] 

Stała podziałki 

[MS/dz] 

Liczba działek 

Okres [MS] 

2 

1 ± 0,1 

2 ± 0,2 

5 

5 ± 0,1 

25 ± 0,002 

 
Doświadczenie  2: 
 

Określenie amplitudy i stałej składowej dla zadanego sygnału. 

 

Oś napięcia 

Oś czasu 

Stała podziałki *V/dz+  Liczba działek  Amplituda [v]  Stała podziałki *mS/dz]  Liczba działek  Okres [mS] 

0.5 

2.5 ± 0,1 

1.25 ± 0,2 

0.2 

7 ± 0,1 

1.4 ± 0,2 

Obliczenie stałej: 
U

max

 = 2.2·2 = 4.4*v+ 

U

min

 = 1·2 = 2*V+ 

Stała: U

śr

 = 3.2[V] 

Wnioski: Błąd odczytu jest większy dla większych wartości mierzonych. 

 
 
Doświadczenie 3: 
 

Wykorzystując  filtr  dolnoprzepustowy  RC    należało  wyznaczyd  jego  wzmocnienie  K  oraz 

różnicę  faz  między  sygnałem  podanym  bezpośrednio  z  generatora  do  oscyloskopu,  a  sygnałem 
zmodyfikowanym przez filtr.  W doświadczeniu wykorzystano oba kanały oscyloskopu, do jednego 
podając  sygnał  wejściowy,  a  do  drugiego  wyjściowy.  Dzięki  temu  można  je  było  zobaczyd  
jednocześnie.  Metoda  ta  polega  na  bezpośrednim  odczytaniu  z  ekranu  oscyloskopu  kąta 
przesunięcia    fazowego,  poprzez  odczytanie  długości  odcinka  odpowiadającego  1  okresowi,  oraz  
długości odcinka odpowiadającemu przesunięciu jednego wykresu względem drugiego, następnie 
obliczeniu kąta przesunięcia fazowego z proporcji.  
  

Podczas pomiarów przy użyciu tej metody obserwujemy na ekranie następujący obraz: 

 

 

Wzmocnienie K  obliczono jako iloraz amplitudy sygnału wyjściowego i amplitudy sygnału 

wyjściowego. 

 

Wyznaczenie różnicy faz: 

 

 

Doświadczenie 4: 
 

Wykorzystując  tryb  X-Y  oscyloskopu  wyznaczono  przesunięcie  fazowe  i  wzmocnienie  tego 

samego  przetwornika  RC.  Metoda  ta  polega  na  wykorzystaniu  krzywych  Lissajous,  które 
otrzymujemy poprzez odłączenie podstawy czasu podczas obserwacji  przebiegów na oscyloskopie.  
W wyniku otrzymaliśmy następującą krzywą: 

 

 
Obliczenie przesunięcia fazowego: 

 

x = 1.88[V]    , y =  0.8[V] 

 

 

Wnioski:  Wyniki  uzyskane  podczas  doświadczeo  obciążone  są  pewnym  błędem,  gdyż  należy 

uwzględnid  wiele  czynników  występujących  w  układzie  pomiarowym  jak  i  wpływu  czynników 
zewnętrznych.  Niestety  z  powodu  braku  danych  znamionowych  nie  obliczono  tutaj  przesunięcia 
fazowego  metodą  analityczną  (która  poniekąd  również  jest  obarczona  pewnym  błędem,  gdyż  nie 
uwzględnia  wielu  czynników  występujących  w  układzie  pomiarowym  jak  i  wpływu  czynników 
zewnętrznych),  ale  na  podstawie  wiadomości  z  literatury  zauważono,  że  metodą  dającą  wyniki 
bardziej  zbliżone  do  wartości  teoretycznej  jest  metoda  korzystająca  z  krzywych  Lissajous.  Wynik 
otrzymany  w  doświadczeniu  3  obrazuje  większe  rozbieżności  z  wynikiem  z  metody  krzywych 
Lissajous – jest to spowodowane znacznym błędem odczytu.  
 
 

III. 

Wnioski ogólne: 

Oscyloskop  jest  przyrządem  służącym  do  wizualnej  obserwacji  odwzorowao 

przedstawiających  zależności  funkcyjne  między  dwoma  lub  kilkoma  zmiennymi  wielkościami 
fizycznymi.  Najczęstszym  zastosowaniem  oscyloskopu  jest  odwzorowanie  obrazowe  zmian 
wielkości fizycznej przetworzonej na zmiany sygnału napięciowego jako funkcji czasu.