Wydział Chemiczny

Zastosowanie oscyloskopu i woltomierza do pomiaru napięć przemiennych.

Sprawozdanie z laboratorium z Elektroniki i Elektrotechniki.

ICC 3026l 0401053

Środa (N)13:15-16:00

Grupa IV:

Wrocław, 11 maja 2005r.

1.Cele ćwiczenia.

Nadrzędnymi celami ćwiczenia było:

• Przypomnienie i utrwalenie zasady działania oscyloskopu analogowego i jego schematu blokowego.

• Wyrobienie umiejętności obsługi dwukanałowego oscyloskopu analogowego.

• Poznanie zasady działania układu wyzwalania oscyloskopu i procedury uzyskiwania stabilnego obrazu.

• Wykonanie pomiarów wielkości elektrycznych charakteryzujących przebiegi przemienne.

2.Stosowane przyrządy pomiarowe:

1. Woltomierz METEX - M - 3860D

2. Oscyloskop ZO401 - N - 807/IVB

3. Wyniki pomiarów:

Kształt przebiegu	lx [dz]	Sx [s/cm]	T [s]	f [Hz]	ly [dz]	Sy [V/dz	Umax	Usk	Usk (zm)	f (zm) [Hz]
sinusoida ~	6,45	0,5·10^-3	3,23·10^-3	310	2	0,2	0,42	0,297	0,306	306
		6,45	0,5·10^-^4	3,23·10^-^4	3100	2,2	0,2	0,44	0,311	0,319	3092
		6,60	0,5·10^-5	3,30·10^-5	31008	2,2	0,2	0,44	0,311	0,325	31019
	trójkąt Λ	6,45	0,5·10^-3	3,25·10^-3	310	2	0,2	0,40	0,231	0,238	307
		6,45	0,5·10^-^4	3,25·10^-^4	3100	2,2	0,2	0,44	0,254	0,266	3094
		6,60	0,5·10^-5	3,30·10^-5	31007	2,2	0,2	0,44	0,254	0,271	31021
	prostokąt _∏_	6,45	0,5·10^-3	3,25·10^-3	310	2	0,2	0,40	0,40	0,411	306
		6,55	0,5·10^-^4	3,27·10^-4	3100	2,2	0,2	0,44	0,44	0,456	3093
		6,60	0,5·10^-5	3,30·10^-5	31007	2,2	0,2	0,44	0,44	0,467	31020

Kształt przebiegu	lx [dz]	Sx [s/cm]	T [s]	f [Hz]	ly [dz]	Sy [V/dz	Umax	Usk	Usk (zm)	f (zm) [Hz]
sinusoida ~
	trójkąt Λ
	prostokąt _∏_

Obliczenia:

Do obliczenia napięć skutecznych i średnich niezbędne są wzory zamieszczone w poniższej tabelce:

Rodzaj przebiegu	Usk [V]	Uśr [V]
sinusoidalny
trójkątny
prostokątny

Przykładowe obliczenia dla przebiegu:

• sinusoidalnego U_sk =
  =
  [V]

• trójkątnego U_sk =
  =
  0,231 [V]

• prostokątnego U_sk = U_m = 0,40 [V]

Błędy występujące przy pomiarach napięcia skutecznego (analogicznie dla średniego) definiujemy, jako:

Δ U_sk =
Δ U_sk =
= 0,009 [V]

δ U_sk =
δ U_sk =
= 2,94 [%]

Kształt przebiegu	Usk (zmierzone) [V]	Δ Usk [V]	δ Usk [%]
sinusoidalny	0,306	0,009	2,94
		0,319	0,008	2,51
		0,325	0,014	4,31
	trójkątny	0,238	0,007	2,94
		0,266	0,012	4,51
		0,271	0,017	6,27
	prostokątny	0,411	0,011	2,68
		0,456	0,016	3,51
		0,467	0,027	5,78

Kształt przebiegu	Uśr [V]	Δ Uśr [V]	δ Uśr [%]
sinusoidalny	0,267	0,02	7,49
		0,280	0,02	7,14
		0,280	0,02	7,14
	trójkątny	0,200	0,02	10,0
		0,220	0,02	9,09
		0,220	0,02	9,09
	prostokątny	0,200	0,02	10,0
		0,220	0,02	9,09
		0,220	0,02	9,09

Błędy przy pomiarach częstotliwości określa się następująco:

Δf =
Δf =
[Hz]

δf =
δf =
[%]

Kształt przebiegu	f (zmierzone) [V]	Δ f [V]	δ f [%]
sinusoidalny	306	4	1,31
		3092	8	0,25
		31010	11	0,04
	trójkątny	307	3	0,98
		3094	6	0,19
		31040	14	0,05
	prostokątny	306	4	1,31
		3093	7	0,23
		31070	13	0,04

Dokładność pomiarów na woltomierzu.

Kształt przebiegu	Usk (zmierzone) [V]	Δ Usk [V]	δ Usk [%]
sinusoidalny	0,306	0,012	3,92
		0,319	0,012	3,76
		0,325	0,012	3,69
	trójkątny	0,238	0,011	4,62
		0,266	0,011	4,13
		0,271	0,011	4,05
	prostokątny	0,411	0,012	2,92
		0,456	0,012	2,63
		0,467	0,012	2,57

Woltomierz dokonuje pomiaru z dokładnością: 0,5%rdg+10dgt

Przykładowe obliczenia:

ΔU_sk =
[V]

ΔU_sk =
[V]

δU_sk =
[%]

δU_sk =
[%]

Pomiary oscyloskopowe są bardzo przydatne przy pomiarach, w których potrzebny jest graficzny obraz badanego przebiegu. Przy dużej zalecie jaką jest uniwersalność są one zbyt mało precyzyjne. Na podstawie wykonanego doświadczenia można stwierdzić, iż dokładność ta maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Szczególnie przy dużych częstotliwościach błędy w określeniu napięć skutecznych i średnich są stosunkowo duże. Nieco lepiej rzecz się ma przy pomiarze częstotliwości, gdzie błędy nie są duże nawet przy częstotliwościach przebiegu rzędu 10³.

Nieco mniejsze błędy pomiarowe popełnia się przy użyciu woltomierza, choć i to urządzenie nie jest doskonałe. Nie jest ono jednak tak podatne na wahania częstotliwości jak oscyloskop, a zatem jego wskazania są dokładniejsze.

3

---