Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 7.

BADANIE OSCYLOSKOPU KATODOWEGO

Wykonawcy: Rumiak Jarosław ED 6.2 data: 29.02.1998

Piotr Sidor

Celem ćwiczenia było poznanie budowy, obsługi, właściwości oraz niektórych zastosowań metrologicznych oscyloskopu katodowego.

1. Wyznaczenie czułości oraz wzmocnienia torów X iY oscyloskopu katodowego.

TOR Y

	ku=min Usk=10mV		ku=max Usk=12.64mV		ku=max; 0.9 Uzn Usk=12.64mV			ku=max; 1.1 Uzn Usk=12.64mV
f [Hz]	l[mm]	S	l[mm]	k	l [mm]	S	l [mm]		S
20	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	36.8		1029.33
50	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	36.9		1032.13
100	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	37.0		1034.93
150	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	37.0		1034.93
200	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	37.0		1034.93
500	7.8	0.276	37	3749.73	37.5	1048.91	37.0		1034.93
1000	7.8	0.276	37.1	3759.87	37.6	1051.71	37.0		1034.93
1500	7.8	0.276	36.9	3739.60	37.6	1051.71	37.0		1034.93
2000	7.8	0.276	36.9	3739.60	37.7	1054.51	37.0		1034.93
5000	7.8	0.276	37	3749.73	37.8	1057.30	37.0		1034.93
10000	7.9	0.279	37	3749.73	37.9	1060.10	37.0		1034.93
15000	7.9	0.279	37.4	3790.27	38.0	1062.90	37.0		1034.93
20000	7.9	0.279	37.5	3800.41	38.1	1065.69	37.0		1034.93

Czułość obliczam ze wzoru:

Maksymalny współczynnik wzmocnienia obliczam ze wzoru:

TOR X

	Usk=3.16V		Usk=0.63V		Usk=0.63V		Usk=0.63V
	ku=min*1		ku=max*5		ku=max*5; 1.1 Uzn		ku=max; 0.9 Uzn
f [Hz]	l[mm]	S	l[mm]	S	l [mm]	S	l [mm]	S
20	47.0	5.26	46.0	26.38	47.0	26.38	46.5	26.10
50	47.0	5.26	46.8	26.26	47.0	26.38	46.8	26.26
100	47.0	5.26	46.8	26.26	47.0	26.38	47.0	26.38
150	47.0	5.26	46.9	26.32	47.0	26.38	47.0	26.38
200	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
500	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
1000	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
1500	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
2000	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
5000	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
10000	47.0	5.26	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
15000	47.1	5.27	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38
20000	47.1	5.27	47.0	26.38	47.0	26.38	47.0	26.38

2. Wyznaczenie stosunku f_x/f_y na podstawie obserwacji przebiegów z generatora akustycznego.

f_x -częstotliwość generatora

f_y- częstotliwość odczytana z oscyloskopu

a) f_x=1/(3.5*1ms)=285.7 Hz

f_y=300 Hz

f_x/f_y=0.95

b) f_x=1/(5.1*0.2ms)=980 Hz

f_y=1000 Hz

f_x/f_y=0.98

3. Charakterystyka f(U)=I_max/I_sk= k_k dla układu z dławikiem.

U [V]	Isk [A]	Imax	kk
200	0.64	1.1	1.72
180	0.55	0.93	1.69
160	0.44	0.72	1.64
140	0.385	0.61	1.58
120	0.315	0.51	1.62
100	0.275	0.42	1.53
80	0.225	0.34	1.51
60	0.180	0.275	1.53
40	0.133	0.20	1.50
20	0.086	0.13	1.51

4. Pomiar częstotliwości napięcia sieci.

a) f_y=f_x

f_x/f_w= f_x/55=2/2=1 => f_x=55 Hz

b) f_y>f_x

f_x/f_w= f_x/103=2/4=1/2 => f_x=51.5 Hz

d) f_y<f_x

f_x/f_w= f_x/26=4/2=2 => f_x=52 Hz

4. Wnioski.

Przy zasilaniu oscyloskopu napięciem znamionowym przy wzroście częstotliwości napięcia generatora akustycznego podawanego na wejście oscyloskopu, nie obserwujemy znaczących zmian czułości toru zarówno Y jak i X oscyloskopu. Wynika to z tego, że oscyloskop badany jest zbudowany na częstotliwości sygnału pomiarowego od 0 do 5 MHz i w tym pasmie czułość jego wejść pomiarowych powinna być stała.

Gdy oscyloskop był zasilany napięciem o wartości 0.9 U_zn oraz 1.1 U_zn, dla małych częstotliwości sygnały pomiarowego, czułość oscyloskopu nieznacznie spadała z tym, że przy napięciu 1.1 U_zn różnice w czułości były pomijalnie małe.

Pomiar częstotliwości generatora nie był zbyt dokładny. Otrzymane stosunki częstotliwości generatora do częstotliwości odczytanej z oscyloskopu wyniosły 0.95 dla częstotliwości generatora 300 Hz oraz 0.98 przy pomiarze częstotliwości 10k Hz.

Wyznaczona charakterystyka f(U)=I_max/I_sk= k_k dla układu z dławikiem nie jest poprawna. Zachowany jest tylko jej kształt. Wartość współczynnika kształtu dla przebiegu nieodkształconej sinusoidy powinna wynieść 1.11, a w badanym przypadku wyniosła ok. 1.50. Tak duży błąd pomiaru powstał najprawdopodobniej z powodu rozregulowania oscyloskopu spowodowanego nadmierną i niefachową eksploatacją.

Pomiar częstotliwości sieci okazał się najdokładniejszy dla częstotliwości większej od częstotliwości sieci.

Oscyloskop

Y X

Gen.

akustyczny

V1

V2

~ 220V

~ 220V

A

V

Oscyloskop

Y X

V1

V2

Gen.

akustyczny

~ 220V

R

Oscyloskop

Y X

Gen.

akustyczny

V1

V2

~ 220V

a)

c)

b)

~ 220V

A

V

Oscyloskop

Y X

V1

V2

Gen.

akustyczny

~ 220V

R

---