Opiekun: dr Piotr Biegański		Imię Nazwisko: Joanna Szmidt Monika Nadolna Wydział/kierunek: Inżynieria Środowiska Termin zajęć: środa godz.15:15
Temat: Pomiary oscyloskopowe.		Nr ćwiczenia: 51
Termin wykonania ćwiczenia: 1.04.'09r.	Termin oddania sprawozdania: 15.04.'09r.	Ocena:

Wstęp:

Oscyloskop elektroniczny jest uniwersalnym przyrządem laboratoryjnym umożliwiającym wizualną obserwację przebiegów elektrycznych oraz pomiar prawie wszystkich podstawowych wielkości elektrycznych. Podstawowym elementem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa.

W skład oscyloskopu wchodzą ponad to: wzmacniacze torów X i Y, synchronizowany generator podstawy czasu oraz zasilacz wysokiego napięcia.

Wzmacniacze Y oraz X służą do wzmocnienia amplitudy badanych sygnałów w celu umożliwienia obserwacji i pomiarów nawet bardzo słabych sygnałów (o amplitudzie kilku mV). Napięcia te muszą być wystarczająco duże, aby wywołać wyraźne przesunięcie plamki świetlnej na ekranie. Jeśli na wejście wzmacniacza zostanie przyłożone napięcie U, które spowoduje przesunięcie h plamki na ekranie, to iloraz

W =

nazywamy współczynnikiem wzmocnienia. Znajomość współczynnika wzmocnienia umożliwia pomiar napięć za pomocą oscyloskopu. Mierząc odległość h w kierunku osi Y między dwoma punktami badanego przebiegu możemy obliczyć odpowiadającą mu wartość napięcia zgodnie ze wzorem:

U = W ^. h

Aby umożliwić obserwację badanego przebiegu elektrycznego w funkcji czasu, do płytek X podłącza się napięcie z generatora podstawy czasu. Podczas wzrostu napięcia plamka na ekranie oscyloskopu wędruje z lewej na prawą, zapewniając tym samym oś czasową dla przebiegu połączonego do płytek Y. W celu otrzymania stabilnego obrazu na ekranie oscyloskopu konieczna jest synchronizacja, czyli dostosowanie częstotliwości podstawy czasu do częstotliwości badanego napięcia. Okres przebiegu obliczyć ze wzoru:

T = Wt ⋅ x

Wyniki pomiarów:

1.) Obserwacja i pomiar napięcia przemiennego.

W tym celu dołączyliśmy generator funkcyjny.

-kierunek poziomy:

W_x=2V/div
x=(8,2+/-0,2)div
U_x=

U_x=(8,2+/-0,2)V

-kierunek pionowy:

W_y=5V/div
y=(3,8+/-0,2)div
U_y=

U_y=(9,5+/-0,5)V

-przebieg sinusoidalny:
x- pozioma odległość między dwoma identycznymi punktami przebiegu.
W_t- współczynnik wzmocnienia generatora podstaw czasu.



x=(6+/-0,2)div
W_t=1ms/div

T= (6+/-0,2)ms


=(166,7+/-5,6)Hz


Pomiar ten został wykonany prawidłowo, ponieważ mnożnik=1,7+/-0,1 ,
:

mnożnik=

Nasz wynik częstości mieści się więc w granicy błędu.

2.)Pomiar częstotliwości przy pomocy figur Lissajous:

Na płytki X i Y podaje się dwa przebiegi sinusoidalne zmienne o różnych bądź takich samych amplitudach i różnych częstotliwościach. W wyniku złożenia tych drgań elektrycznych na ekranie oscyloskopu obserwuje się tzw. figury Lissajous. Jeżeli częstotliwość jednego z tych przebiegów jest znana (np. f_y), to częstotliwość drugiego (f_x) można obliczyć, korzystając ze wzoru:

gdzie m. i n to liczba przecięć obserwowanej na ekranie oscyloskopu figury Lissajous odpowiednio z sieczną poziomą i pionową Y. Żadna ze siecznych nie może przechodzić przez punkty węzłowe krzywej.

100Hz
m=6
n=4

=150Hz

2.Prostownik jednopołówkowy obciążony:
Prostownik jest to element lub zestaw elementów elektronicznych służący do zamiany napięcia przemiennego na napięcie jednego znaku, które po dalszym odfiltrowaniu może być zmienione na napięcie stałe. Najprostszym prostownikiem (jednopołówkowy) jest pojedyncza dioda prostownicza wpięta w układ napięcia przemiennego. Pomimo prostoty takiego układu jest on bardzo rzadko stosowany z uwagi na występowanie dużego tętnienia napięcia wyjściowego.

W=5V/div

Napięcie tętnień:
z=(0,6+/-0,2)div

U_t=(3+/-1)V

Napięcie max:
d=(3,4+/-0,2)div


U_m=(17+/-1)V

Wnioski i uwagi:
Oscyloskop służy do obserwacji przebiegów napięć w zależności od czasu U(t). Nie należy go jednak stosować do dokładnego pomiaru napięć, a jedynie do orientacyjnego. Układy wejściowe, a zwłaszcza wzmacniacze X i Y oraz generator podstawy czasu są elementami odbiegającymi od idealnie liniowych, co wprowadza dość znaczne błędy pomiarowe.

Oscyloskop jest urządzeniem bardzo przydatnym w pracowni zajmującej się elektroniką analogową, ponieważ umożliwia obserwację okresowych sygnałów pojawiających się w obwodach analogowych. Przy pomiarze zwykłym oscyloskopem przyczyną błędów jest ocena grubości plamki.

Błędy pomiarowe w ćwiczeniu obliczono metodą różniczki logarytmicznej.

---