POLITECHNIKA LUBELSKA WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA	KATEDRA PODSTAW TECHNIKI
Imię i nazwisko	Ćwiczenie	Grupa	Semestr
Michał Szymczak	V	ZZ 4.3	IV
Milena Tęsna					Rok akademicki
					2007/2008
Temat laboratorium		Data wykonania	Ocena
Oscyloskopowe pomiary napięcia.		25.04.2008

Spis przyrządów pomiarowych użytych do wykonania ćwiczenia.

1. Oscyloskop.

2. Generator sygnału.

Wiadomości wstępne

Oscyloskop zapewnia m.in. możliwość obserwacji sygnałów elektrycznych; może służyć także do pomiarów ich parametrów, np. pomiaru amplitudy obserwowanego napięcia. Typowym oscyloskopem można dokonywać pomiarów napięć okresowych zmiennych o częstotliwościach do kilkudziesięciu MHz, tzn. częstotliwości wykraczających poza pasmo przenoszenia większości posiadanych woltomierzy i amplitudach do kilkuset woltów. W celu uzyskania maksymalnej dokładności pomiarowej, należy przestrzegać określonych zasad pomiarów :

• obraz mierzonego przebiegu powinien zająć prawie maksymalną wysokość ekranu;

• obraz na ekranie należy dobrze zogniskować;

• z pomiaru należy wyeliminować grubość linii, odczytując wartość odchylenia w kierunku pionowym przy tej samej krawędzi linii obrazu (zawsze górnej lub zawsze dolnej);

• pamiętać o wpływie nierównomierności charakterystyki częstotliwościowej wzmacniaczy kanału odchylania pionowego na dokładność pomiaru przebiegów o różnych częstotliwościach i czasie trwania.

Bezpośrednio z ekranu można pomierzyć wartość międzyszczytową U_p-p obserwowanego napięcia. W tym celu za pomocą pomocniczej skali oscyloskopu określa się w centymetrach (lub w działkach) długość pionowego odcinka pomiędzy punktami maksymalnego dodatniego i ujemnego odchylenia przebiegu i mnoży przez współczynnik czułości kanału odchylania pionowego (z ewentualnym uwzględnieniem tłumienia sondy - jeśli w pomiarze była wykorzystywana) :

gdzie :

l_y - odległość pionowa pomiędzy maksymalnymi wychyleniami (dodatnim i ujemnym) obserwowanego przebiegu ;

S_y - czułość kanału odchylania pionowego ( np. w V/cm ), odczytana z płyty czołowej oscyloskopu dla określonej pozycji przełącznika.

Na dokładność pomiaru napięcia metodą oscyloskopową mają wpływ :

• nieliniowość odchylania w torze pionowym. W oscyloskopach wysokiej klasy jest ona zwykle do pominięcia;

• dokładność odczytu wysokości obrazu - zazwyczaj nie lepsza niż ±0,5 mm;

• nierównomierność charakterystyki częstotliwościowej kanału odchylania pionowego;

• dokładność podziału tłumika wejściowego;

• dryft przy pomiarach składowej stałej.

Całkowity uchyb pomiaru napięcia składa się z sumy poszczególnych uchybów i może mieć wartość kilkuprocentową. Dokładniejsze pomiary napięcia uzyskuje się w oscyloskopach cyfrowych wyposażonych w kursory z cyfrowym odczytem wartości mierzonej. Pomiar sprowadza się wówczas do ustawienia kursorów w określonych punktach przebiegu i odczytu wyświetlonego wyniku pomiaru z ekranu.

Dla uzyskania kalibrowanych wartości napięć należy postępować zgodnie z następującą procedurą :

ustawić potencjometr płynnej regulacji czułości kanału pionowego wykorzystywanego wejścia, w pozycję CAL (w prawo do zaskoku), a następnie przełącznikiem skokowej regulacji czułości dobrać odpowiednią wysokość obrazu na ekranie. Przy pomiarze sygnałów zmiennych potencjometrem położenia POSITION przesunąć przebieg w pionie do wybranej poziomej linii odniesienia. Wartość mierzonego napięcia określamy mnożąc długość pionowego odcinka l_y odpowiadającego wartości międzyszczytowej i wartość nastawionej czułości S_y kanału odchylania pionowego.

W celu pomiaru wartości napięcia stałego, należy w pierwszej kolejności przełączyć przełącznik rodzaju sprzężenia w pozycję GND i ustawić linię podstawy czasu na wybranej linii odniesienia, a następnie wspomniany przełącznik ustawić na pozycję DC - podstawa czasu ulegnie przesunięciu w pionie o odcinek l_y (w górę dla polaryzacji dodatniej lub w dół dla polaryzacji ujemnej) proporcjonalnie do wartości mierzonego napięcia. Wielkość przesunięcia określa wartość mierzonego napięcia stałego wg zależności podanej we wzorze 1.

Pomiar amplitudy sygnałów, zwłaszcza o małych częstotliwościach może odbywać się przy znacznie spowolnionej lub wyłączonej podstawie czasu. Wówczas oscyloskop, w którym nie działa odchylanie poziome, będzie rysował na ekranie pionowy odcinek. Jego długość jest miarą wartości międzyszczytowej mierzonego sygnału.

Jeżeli pomiar dokonywany jest za pomocą sondy np. 10 : 1, to przebieg na ekranie jest dziesięciokrotnie mniejszy od rzeczywistego, zatem zmierzona wartość musi w zostać

dziesięciokrotnie zwielokrotniona.

Lp	Rodzaj sygnału	Pomiary		Obliczenia
				ly	Sy	USK
				[cm]	[V/cm]	[V]
1.	sinusoidalny	6,1	0,1	0,2157
2.	sinusoidalny	5,3	0,5	0,9369
3.	sinusoidalny	4,2	1,0	1,4849
4.	sinusoidalny	3,0	1,0	1,0607
5.	sinusoidalny	2,6	1,0	0,9192

2/2

Wzór 1: Pomiar wartości międzyszczytowej obserwowanego napięcia

Wzór 2: Amplituda - (wartość szczytowa/maksymalna) badanego przebiegu

Wzór 3: Wartość skuteczna badanego napięcia

---