Sprawozdanie z laboratorium M4
Grupa studencka 11, grupa laboratoryjna B data wykonania dwiczenia 19.05.2010r
Król Paweł
Król A
ukasz
Kozioł Waldemar
Kraj Bartłomiej
Kroczek Piotr
Temat: Badanie i zastosowanie oscyloskopu elektronicznego
1. Budowa i działanie oscyloskopu elektronicznego.
Oscyloskop jest przyrządem elektronicznym służącym do obserwowania i badania przebiegów zależności
pomiędzy dwoma wielkościami elektrycznymi, bądz
innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci
napięcia. Oscyloskop stosuje się najczęściej do badania przebiegów zmiennych, nawet tych, których okres zmian jest
zbyt mały, by rejestrowad je bezpośrednio.
Zasada działania oscyloskopu jest bardzo prosta. Działo elektronowe emituje elektrony, które po przejściu
przez płytki odchylania pionowego i poziomego, uderzają o luminescencyjny ekran generując obraz. Oscyloskop ma
dwa wejścia  X i Y (poziome i pionowe), z których podawane są napięcia na płytki odchylania. Nowe oscyloskopy są
wyposażone w funkcje filtrowania składowej stałej sygnału wejściowego. Rozwiązanie takie realizuje się poprzez
wpięcie w obwód wejściowy kondensatora, który dla prądu stałego stanowi rozwarcie. Wejście bez filtracji składowej
stałej oznaczone jest DC, a z filtracją AC. Na płytki odchylania poziomego może byd również podawane piłokształtne
napięcie z generatora podstawy czasu. Oscyloskopy pozwalają na regulację zakresów odchylania (można
obserwowad napięcia rzędu mV jak i większe od 200V) oraz na regulację częstotliwości sygnału z generatora
podstawy czasu. Nowoczesne urządzenia tego typu umożliwiają także przesuwanie wyświetlanego obrazu w pionie i
poziomie, składanie sygnałów z obu wejśd i wiele innych zaawansowanych operacji.
2. Przebieg dwiczenia
1) Obserwacja przebiegów czasowych napięd i prądów, pomiar wielkości charakterystycznych tych przebiegów.
a) Pomiar amplitudy U1m napięcia u1
Pomiar amplitudy U2m napięcia u2
Pomiar częstotliwości napięcia u2
Schemat
(w miejsce Y podpięty jest kanał oscyloskopu)
Pomiary:
U1m=220 " 2 = 311,12 V
U2m=17 V
1
T=20 ms => 5ØSÜ = = 50 5Ø;Ü5ØgÜ
0,025Ø`Ü
Przekładnia transformatora U1m/U2m=311,12 = 18,3
17
b) Pomiar amplitudy napięcia wyjściowego mostko Greatza (sonda Y1)
Pomiar amplitudy zmiennej napięcia wyjściowego (sonda Y2)
Wartości składowej stałej napięcia uRC
Częstotliwośd składowej zmiennej napięcia uRC
Schemat (w miejsca Y(1) i Y(2) podpięte są kanały
socyloskopu)
Pomiary:
UW=15 V
UZM=1,2 V
UST=3,25+UZM=4,45 V
1
T=10 ms => 5ØSÜ = = 100 5Ø;Ü5ØgÜ
0,015Ø`Ü
Zastosowanie oscyloskopu do pomiaru częstotliwości:
Pomiaru dokonujemy porzez wprowadzenie na wejscie kanału 1 lub 2 prądu sinusoidalnie zmiennego, a na płytki Y
piłokształtnej podstawy czasu w skali 1:1. Następnie uistawiamy przebieg tak aby możliwe było ustalenie okresu.
Odczytujemy okres T w działkach .
Odczytujemy C układu w s/cm.Obliczamy ze wzoru:
f [Hz] = 1/(T[cm] * C[v/cm])
Zastosowanie oscyloskopu do pomiaru wartości skutecznej przebiegu sinusoid. zmiennego:
Pomiar wykonujemy poprzez ustalenie przebiegu na linie zerową podziałki a następnie odczytujemy amplitudę w cm
i mnożymy przez czułośd C V/cm.
Drugą metodą jest ustawienie przebiegu także na lini zerowej podziałki i zmienianie czułości tak aby amplituda
osiągała poziom zaznaczony przerywaną linią odczytujemy wartośd czułości która jest wartością skuteczną.
2) Pomiar kąta przesunięcia fazowego metodą elipsy
Elipsy powstają, gdy na wejścia wzmacniaczy X i Y podajemy jednocześnie napięcia zmienne sinusoidalne z dwóch
generatorów. Ruch plamki będzie wtedy złożeniem dwóch ruchów harmonicznych prostych. Jeżeli generatory będą
podawad drgania o identycznej częstości i fazie, wtedy plamka będzie poruszad się po przekątnej ekranu  po linii
prostej. JeÅ›li amplitudy drgao bÄ™dÄ… równe  kÄ…t nachylenia prostej bÄ™dzie wynosiÅ‚ 45°. JeÅ›li drgania nie bÄ™dÄ…
zsynchronizowane, wtedy plamka będzie poruszad się po elipsach.
Szczególnym przypadkiem jest koło, które powstaje gdy amplitudy i częstości drgao są równe, a różnica faz drgao
wynosi 90° lub 270°.
Pomiaru kąta przesunięcia fazowego dokonujemy zgodnie z
zależnościami przedstawionymi na rysunku:
a
Ć= arcsin lub
b
c
Ć=arcsin
d
a) KÄ…t Õ12 miÄ™dzy u1 oraz u2
Pomiary: a=3,9
b=6,3 c=6,9 d=8
3,9
5Øß = 5ØNÜ5Ø_Ü5ØPÜ5Ø`Ü5ØVÜ5Ø[Ü H" 37°
6,3
b) KÄ…t Õ1R miÄ™dzy u1 oraz iR
Pomiary: a=3,9 b=6
c=5,1 d=7,9
5,1
5Øß = 5ØNÜ5Ø_Ü5ØPÜ5Ø`Ü5ØVÜ5Ø[Ü H" 40°
7,9
c) Napięcie UR=6 V
Obliczenia:
5ØHÜ5ØEÜ 6
5Ø<Ü5ØEÜ = => 5Ø<Ü5ØEÜ = = 0,008308 A
5ØKÜ5ØPÜ"5ØPÜ5ØaÜ5ØTÜ 5Øß15ØEÜ 606"1,1918
1 1
5ØKÜ5ØPÜ = => 5ØKÜ5Ø6Ü = H" 606 ©
5Øß5Ø6Ü 50"0,000033
5Øß = 25Øß5ØSÜ => 5Øß = 2 " 3,14 " 8 = 50 5Ø;Ü5ØgÜ
3) Obserwacje charakterystki elementu nieliniowego
Pętla histerezy jest zależnością między uśrednioną w przekroju blachy ferromagnetycznej wartością chwilową
indukcji magnetycznej B(t), a chwilową wartością natężenia pola magnetycznego H(t) na powierzchni blachy
podczas przemagnesowania blachy prÄ…dem przemiennym.
Jedną z najczęściej spotykanych metod wyznaczania dynamicznej pętli histerezy jest metoda oscylograficzna.
Schemat układu pomiarowego przedstawiono poniżej.
Pętlę histerezy rdzenia otrzymujemy na ekranie oscyloskopu doprowadzając do jego płytek odchylania
poziomego sygnał napięciowy proporcjonalny do natężenia pola magnetycznego, a do płytek odchylania
pionowego - sygnał napięciowy proporcjonalny do indukcji magnetycznej.