A G H		Korczyński Piotr Kućmierz Tomasz Janocha Marcin
LABORATORIUM Metrologia
Wydział: EAiE		Rok akademicki: 1999 / 2000		Grupa studencka 5
Kierunek: Elektrotechnika		Rok studiów: II		Grupa ćwiczeniowa A
Temat ćwiczenia: Pomiary z zastosowaniem oscyloskopu: Pomiary czasu, częstotliwości, fazy i obserwacje charakterystyk statycznych.
Data wykonania ćwiczenia: 02.12.1999	Data oddania: 16.12.1999		Nr ćwiczenia: 7

Cel ćwiczenia:

- Zapoznanie się z możliwościami zastosowania oscyloskopu w technice pomiarowej.

- Kalibracja podstawy czasu oscyloskopu.

- Pomiar czasu, częstotliwości i fazy za pomocą oscyloskopu i mierników cyfrowych.

- Zdejmowanie charakterystyk pr --> [Author:P] ądowo-napięciowych np. elementów elektronicznych.

Przebieg ćwiczenia.

1. Sprawdzenie podstawy czasu:

Dokonaliśmy sprawdzenia podstawy czasu oscyloskopu wykorzystując w tym celu częstotliwość wzorcową 10MHz. Ze względu na wąskie pasmo przenoszenia oscyloskopu częstotliwość wzorcową podzieliliśmy w stosunku 1/10 oraz 1/100 za pomocą dzielnika częstotliwości.

Zasilacz

5 V

Częstotliwościo-

mierz Dzielnik częstotliwości Oscyloskop

10 MHz 1 : 10 Y

PFL 30

Wyniki pomiarowe:

1. Częstotliwość wzorcowa : 10/10 [MHz] = 1[MHz].

Okres T : 1 [μs]

Skok kursorów : 0,008[μs]

2. Częstotliwość wzorcowa : 10/100[MHz] = 100[kHz].

Okres T : 10[μs]

Skok kursorów : 0,08[μs]

Wnioski: Błędy wynikają z niedokładnego ustawienia kursorów z powodu skokowego ich przesuwu. Na błędy wpływa również niedokładne skompensowanie sondy.

2. Pomiar częstotliwości generatorów (f1,f2,f3) za pomocą oscyloskopu:

Zasilacz

+15 -15

f1

f2 Generator

f3 Oscyloskop

WY Y

Częstotliwości f1, f2, f3 wyznaczone metodą bezpośrednią.

f= 1 / T [Hz]

T [s]	δ[s]	Obliczenia
136,0	0,8	7352,94	f1[Hz]
193,6	0,8	5165,28	f2[Hz]
316,0	2,0	3164,55	f3[Hz]

gdzie:

δ - skok kursora

T -okres drgań

f1, f2, f3 -częstotliwości badane

3. Pomiar częstotliwości przebiegów okresowych za pomocą przelicznika cyfrowego:

a) Dane techniczne przelicznika PFL30

- zakres częstotliwości 1Hz - 50 MHz

- napięcie wejściowe sinusoidalne min. 50mV max. 50V

- poziom wyzwalania automatyczny

b) Test częstotliwościomierza cyfrowego

Wybierając pozycje wzorcowe od 100 Hz do 10 MHz sprawdzamy wskazania na ostatnim miejscu z dokładnością do ±0,1[Hz].

c) Pomiar częstotliwości z automatycznym i ręcznym wyborem zakresu

Zasilacz

+15 -15

f1

f2 Generator PFL 30

f3 Wy We

	Częstotliwość [Hz]		Skok
f1	7205,7		0,1
f2	5081,7		0,1
f3	3127,8		0,1

Wnioski:

Pomiar częstotliwościomierzem cyfrowym jest pomiarem najbardziej wygodnym, najszybszym i najdokładniejszym na jego wartość nie mają wpływu takie czynniki jak: skończona szerokość plamki, błędy przy odczycie długości przebiegów, nie skompensowanie sond pomiarowych.

4. Pomiar częstotliwości (f1,f2,f3) metodą porównawczą (krzywych Lissajous).

Zasilacz

+15 -15

Generator PW

f1 Generator

f2 Oscyloskop

f3 WY Y X WY 1 separ

	f [Hz]	stosunek	fm [Hz]	f-fm	Błąd pomiaru [%]
f1	7205,7	1/1	7205,7	0,00	0,0000
f''1	14408	2/1	14411,4	3,40	0,0236
f2	5082	1/1	5081,7	-0,30	-0,0059
f''2	10164	2/1	10163,4	-0,60	-0,0059
f3	3127,2	1/1	3127,8	0,60	0,0192
f''3	6254,2	2/1	6255,6	1,40	0,0224

fm - częstotliwość mierzona miernikiem PFL-30

f - częstotliwość mierzona za pomocą oscyloskopu

Wnioski:

Wyniki pomiaru częstotliwości metodą bezpośrednią mimo niedoskonałości samej metody mieszczą się w granicy błędu pomiarowego. Częstotliwości uzyskane w metodzie krzywych Lissajous też posiadają podobną wartość błędu, co można interpretować jako niedoskonałość samych metod pomiaru częstotliwości przy pomocy oscyloskopu.

5. Wyznaczanie przesunięcia fazowego.

X₀ = 1,5[cm] Y₀ = 0,8[cm]

X_m = 4,7[cm] Y_m = 2,45[cm]

X = 0,5[mV] Y = 0,01[mV]

Wnioski:

Różnica kąta ϕ liczona z współrzędnych Y i X wynika z błędu odczytu, grubości plamki oscyloskopu. Odstępstwa od idealnych przebiegów spowodowane są niedokładnością przyrządów pomiarowych (od 3% do 10%). Błąd ten zależy głównie od niedokładności pomiaru poszczególnych odcinków na ekranie oraz od różnicy przesunięć fazowych wprowadzonych przez tory X i Y stanowiącej błąd fazowy oscyloskopu.

1

---