Ćwiczenie nr.8 | Mateusz Świerc Kamil Śmigiel |
Data: 12.01.2015r. |
---|---|---|
Temat: Oscyloskopowe pomiary wielkości elektrycznych. | Ocena: |
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i obsługi oscyloskopu elektronicznego oraz obserwacja przebiegów jednokrotnych i innych przebiegów na ekranie oscyloskopu, a także zapoznanie się z możliwością wykonania za pomocą oscyloskopu pomiarów takich wielkości fizycznych, jak okres badanego przebiegu, częstotliwość, kąt przesunięcia fazowego.
2. Wstęp teoretyczny
Oscyloskop elektroniczny jest przyrządem służącym do obserwacji sygnałów elektrycznych, okresowych, a także nieokresowych. Charakteryzuje się dużą rezystancją wejściową oraz dużą czułością. Należy do grupy przyrządów rejestrujących. Umożliwia obrazowanie sygnałów wejściowych w funkcji innego sygnału lub w funkcji czasu.
W oscyloskopie analogowym sygnał obrazowany jest na ekranie lampy oscyloskopowej w czasie rzeczywistym, tzn. plamka świetlna porusza się po ekranie w takt zmian przebiegu napięcia i upływu czasu. Głównym elementem oscyloskopu analogowego jest lampa oscyloskopowa (lampa Browna). Na jej ekranie powstaje obraz świetlny obserwowanych sygnałów lub wielkości.
W oscyloskopie cyfrowym badany przebieg jest doprowadzony do analogowego wzmacniacza wejściowego. Następnie sygnał jest podawany na układ próbkująco-pamiętający PP oraz układ synchronizacji. W układzie PP zostaje pobrana i zapamiętana chwilowa wartość przebiegu.
3. Tabela pomiarowa
L.p. | R | C | f | a | T | ϕt | A | B | ϕα | ϕobl |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 60Ω | 0,1μF | 500Hz | 2mS | 20mS | 36 | 12 cm | 20 cm | 36,86 | 10,67 |
2 | 80Ω | 0,2μF | 500Hz | 2mS | 20mS | 36 | 8 cm | 10 cm | 53,13 | 26,67 |
3 | 200Ω | 0,01μF | 500Hz | 2mS | 20mS | 36 | 8 cm | 32 cm | 14,48 | 3,59 |
Przykładowe obliczenia:
$$t = \frac{a}{t}*360 = \frac{2}{20}*360 = 30$$
$$\alpha = arc\ \sin\frac{A}{B} = \text{arc\ }\sin\frac{12}{20} = 36,86$$
obl = −arc tg ω * C * R , gdzie ω = 2πf
obl = −arc tg 2 * 3, 14 * 500 * 0, 000001 * 60 = 10, 67
4. Wobulator
Wobulator – to elektroniczny przyrząd pomiarowy, służący do badania charakterystyk częstotliwościowych filtrów lub innych układów elektronicznych (np. toru radioodbiornika). Jest to specjalizowany generator, który wytwarza przebieg o częstotliwości zmieniającej się cyklicznie w zadanym zakresie (powoduje tzw. "wycinanie" częstotliwości). Odczytu charakterystyki dokonuje się za pomocą oscyloskopu. Wobulator wytwarza dodatkowo przebieg pozwalający synchronizować oscyloskop.
5. Wnioski
Obserwowaliśmy wizualizacje napięcia dla różnych wartości obciążenia i częstotliwości. Do samego oscyloskopu wyznaczyliśmy wartości przesunięcia fazowego (metoda bezpośrednia, metoda Lissajous oraz z obliczeń). Wartości przesunięć odbiegają od siebie, co do wartości. Może to być spowodowane dokładnością danej metody.