Rejestracja i pomiar wielkości zmiennych w czasie. Ze wzgl. na częstot. zmian wielkości mierzonej w czasie używamy następujących przyrz.: f ≤1Hz- rejestratory; 1Hz<f≤10kHz- oscylografy elektromech.; f-0÷GHz- oscyloskop elektroniczny. Oscyl. ze wzgl. na częstot. dzielimy na: standardowe do 20 MHz; do 300 MHz; do 18 GHz. Oscyloskopy dzielimy też na analogowe i cyfr. (niekiedy anal-cyfr). Zasada działania oscyloskopów. Lampa oscyloskopowa, której działanie oparte jest na technice optoelektronowej.

K- katoda; S₁- cylinder Wehnelta z otworem przez który przech. ē; A₁- anoda skupiająca ē;A₂- anoda przyspieszająca wiązkę ē; Y- płytki odchylenia pionowego; X- płyt. odchyl. poziom.; E- ekran święcący z luminoforem. Regulacja potencjału cylindra W. steruje ilością ē przepuszczanych w kierunku ekr. (czyli jasność). Regulacja poten. między płyt. X i Y reguluje odchyl. wiązki na ekr. (regulujemy potencjometrami R₄, R₅,R₆). Jeżeli do płytek przykładamy u(t)=U_msinωt, to obserw. wiązkę w linii prostej. L_x=C_x2U_m , l_y=C_y2U_m .

Aby obserwować przebieg sin-idalny do płytek przykł. U_x(t)=C_xt, U_y(t)=U_msinωt. Jeżeli okres generatora podst. czasu T_gp=nT_x okresu napięcia badanego, to na ekr. otrzymamy przebieg sin-idalny. Schemat działania gen. podstawy czasu .T_x=nT_y

Okres zmian napięcia generatora reguluje się przez: skokowa zmiana pojemności C; płynna zmiana oporu R. Stosuje się układy synchronizacji wewn. (zapewnia stałą częstot.) lub zewn. (wymaga impulsu z zewnątrz). Dla synchronizatorów nie podaje się częstot. tylko czas w jakim generator wytw. odcinek l=1cm. W oscyl. Prędkości doch. Do 150 km/s przy częstot. kilku GHz. Do celów militarnych- kołowe generatory podstawy czasu. Dokładność i źródła błędów. Bład odtworzenia rzędu 1÷5%. *gen. podstawyczasu (zniekształcenie przebiegu) *czułość odchylenia płytek Y jest różna dla okresu dodat. i inna dla ujemn. (powoduje odkształcenie trapezowe) *sygnały zakłucające zewnętrzne *błędy wywołane wzmacniaczem operacyjnym lub dzielnikiem napięciowym. Podstawowe pomiary wykonywane oscyloskopem. 1-pomiar amplit. badanych sygnałów. L=C2U_m C-współcz. wyznaczony z kalibracji. Zaleta: wyznaczenie amplit. dowolnego kształtu przebiegu i szeroki zakres częstotliwości. 2- pomiar przes. fazow.

dla ϕ=90° okrąg, a dla ϕ=270° kreskę. Błąd zależy od ϕ (ϕ=10°⇒Δϕ=1°; ϕ=80°⇒Δϕ=5°30′) Zaletą jest szeroki zakres częstotliwości. 3- pomiar częstotliwości.

f_w- częstot. gen. wzorc. f_x- częstot. gen. badan. Gdy f_w=f_x to na ekr. otrzymujemy okrąg lub elipsę, a gdy f_w≠f_x otrzymujemy figury Lissajoux. Na błąd ma wpływ tylko f_w. Dla (f_y/f_x)>10 stosujemy gen. z kołową podstawą cz.

4- pomiar mocy czynnej.

Układ z kondensatorem wzorcowym włączonym w szereg z odbiornikiem. Otrzymujemy elipsę. W kierunku odchyl. pionowego Y otrzymujemy odchylenie y=k_yu. W kier. Osi X na wskutek napięcia z kondensatora otrzymujemy odchylenie:x=k_XU_C=1/C∫idt ds=y∙dx= k_X∙k_Y∙1/C∙u∙i∙dt S=∫ds=∫(k_X∙k_Y∙1/C∙u∙i)dt

S=1/C∙k_X∙k_Y∙T∙1/T∙∫(u∙i)dt=1/C∙k_X∙k_Y∙T∙P ,to P=C/( k_X∙k_Y)∙f∙S ΔP/P=1÷5% (najczęściej 3%)

Aby obserwować przebieg o wys. częstot. na wejściu oscyloskopu stosuje sięurządzenia próbkujące. Z próbek można otrzymać przebieg zbliżony do badanego ale o częstot. 1000-3000 razy mniejszej od bad. co pozwala badać ten przebieg na oscyloskopie.

Pomiary rezystancji. Za pomocą przyrządów bezpośrednich (omomierze) i pośrednie (mostek Wheanstona i Thomsona). Omomierze dzielimy na: Magnetoelektryczne- omomierze watomierzowy

1) pomiar w- zamk., z- zwarte I₁=U/R_V=C₁∙a₁

2) pomiar w- zamk., z- rozwarte I₂= U/(R_V+R_X)=C₁∙a₂

dzielimy stronami i wyliczamy R_X=R_V∙((a₁/a₂)-1); a₁ i a₂ - wychylenia. W rzeczywistości R_V=const., wtedy a₁=a_m=const. a₂=a_X; R_X=R_V∙((a_m/a_X)-1); a_X=f(R_X). Podziałka jest nierównomierna. Podziałka ma sens przy zerowej wartości rezystancji (pierwszy pomiar). Gdy rezyst. nie jest zerowa, regulujemy potencjometrem na zero. Błąd rzędu 1÷3%. Ilorazowe.

M_S1 = ϕ₀′∙I_P = ϕ₀∙I_P∙f(α); M_S2 = ϕ₀′′∙I_X = ϕ₀∙I₁∙f(α+j); Prąd do cewek jest doprowadzany przez cienkie tasiemki ze złotej folii nie posiadającej sprężystości.

M_S1=M_S2; dzielimy stronami i f₁(α) = f₂(I_X/I_P). Odchylenie organu ruchomego zależy od ilorazu prądów. I_P = U/R_P; I_X = U/R_X, to I_X/I_P = R_P/R_X. Wsk. Miernika nie zależy od wartości napięcia. Podziałka jest nierównomierna. ΔR_X/R_X=1÷3%. Megaomomierze do pomiaru rezystancji izolacji. Metoda techniczna watomierza i amperomierza.

(1) Układ o zadanej wartości prądu.

I_A = I_X; R_X = (U_X/I_X) = (U_V-I_A∙R_A) = (U_V/I_A) - R;

R_X′ = U_V/I_A; δ_R′ = R_A/R_X. Układ stosuje się do dużych rez. (2) Układ o zadanej wartości napięcia.

U_V = U_X; R_X = U_X/I_X = U_V/(I_A-(U_V/R_V)); R_X′′ = U_V/I_A; δ_R′′ = R_X/(R_V+R_X). R_X<R_XGR - układ o zadanym napięciu. R_X<R_XGR - układ o zadanym prądzie.

R_A/R_XGR = R_XGR/(R_V+R_XGR) , to R_XGR ≅ √(R_A∙R_V). Wykorzystując te układy buduje się układy automatyczne do pomiarów rezystancji elementów nieliniowych. Mostek Wheanstona.

R_V- regulator. Przełącznik P służy do zmiany polaryzacji napięcia. WR- wskaźnik równowagi (np. galwanometr magnetoelektryczny). U_CD = 0 - stan równowagi. I_WR = 0; U₁ = U₃; I₁∙R₁ = I₃∙R₃; I₁ = I₂; U₂=U₄; I₂∙R₂ = I₄∙R₄; I₃ = I₄; R₁/R₂ = R₃/R₄ - równanie funkcyjne mostka dla stanu równowagi.

R_X = R₁ = R₂∙(R₃/R₄); R₂- rez. Porównawczy. Przyjmuje wartość 0±100Ω z regulacją 0,1Ω. R₃,R₄- rezystory stosunkowe. Przyjmują wart. 1, 10, 100,1000 i 10000. R₃/R₄=10^N, n=±(0,1,2,3,4). Stąd można określić zakres pomiarowy: R_Xmax=10⁸Ω=100MΩ. Mostek charakteryzuje się małą wrażliwością. Czułość bezwzględna S=Δa_min/ΔR_X. Czułość, to zdolność reagowania wskaźnika na zmianę wielkości (rezystancji) mierzonej. ΔR_X- najmniejsza zmiana rezyst. mierzonej, która powoduje zauważalne odchyl. wskaźnika równowagi. ΔR_X→Δa_min=0,1dz. Błąd czułości δ_S=ΔR_X/R_X, by był on najmniejszy, to:

U_AB↑(największe); stała wsk. równowagi K_WR↓; R₃=(0,01±0,1)R_X; R₂≈R_X; R_WR↓(gdy wskaźn. prądowy). Zakres pomiarowy mostka 1±10⁶Ω. Dolna granica: poniżej 1Ω wartości błędu rezyst. mierz. Spowodowana R_przew ma duży udział w wynikach pomiaru. Górna gr: powyzej 10⁶Ω mierzymy z błędem większym niż podstawowy, podany przez producenta.

Mostek techniczny.

R_X=R₂∙(R₃/R₄)=R₂∙(r∙l₃)/(r∙l₄); l₃+l₄=const. l₃=l-l₄; R_X=R₂∙l₃/(l-l₃); R₂=const.; a=l₃/(l-l₃); R_X=n∙a; n-stałe, a-liczba działek. ΔR_X/R_X=1% (w labol.: 0,01±0,05%).

Mostek Thomsona. Służy do pomiaru rezyst. 10^-6±1Ω.

R_P- opornik porównawczy; R_X- badany; R₅- rezystancja przewodu między R_X a R_P. Jeżeli U_CD=0, to mostek w stanie równowagi i wtedy: R_X=R_P∙(R₁/R₂)=R_P∙(R₃/R₄), przy zał. R₁/R₂=R₃/R₄; R₁,R₂,R₃,R₄,R₅≥10Ω, ze wzgl. na rez. Połączeń i przewodów. R_P- (0,1÷10)∙R_X- ze wzgl. na czułość. 1. M. Techniczny: R_P- regul. R₁=R₃=const. R₂=R₄=const. R₁R₃, R₂R₄- mechanicznie sprzęgnięte.

2. M. Labolatoryjny: R_P- const.; R₂=R₄=const.; R₁=R₃- regulowane.

---