POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Metrologii i Optoelektroniki
Laboratorium z Metrologii Temat ćwiczenia: Zastosowanie oscyloskopu do wybranych pomiarów
Ocena:

1 . Pomiar przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym metodą krzywych Lissajous.

1.1. Układ połączeń i sposób wykonywania pomiarów.

Układ pomiarowy pokazano na rysunku.

-15 +15

R

R

GENE- - Y_osc

RATOR We C +

∼ Wy ∼U₁

∼U₂; X_osc

R_ϕ

Do pomiarów należało wybrać rodzaj AC wejścia toru Y. Po doprowadzeniu napięcia U₁ i U₂ do odpowiednich wejść oscyloskopu ustawialiśmy wzmocnienie napięciowe tak aby badany sygnał możliwie najbardziej wypełniał ekran oscyloskopu. Zmierzyliśmy wartość przesunięcia fazowego ϕ dla zadanych nastaw przesuwnika fazowego.

Przesunięcie fazowe określone jest wzorem:

gdzie a, b są to wymiary figur.

Błąd pomiaru oblicza się ze wzoru:

Gdzie: ;

1.2 Wyniki pomiarów i obliczeń

Lp	a [dz]	b [dz]	ϕ [deg]	δ [%]
1	1,8	3,8	151,7	8,9
2	3,5	3,7	71	11,4
3	2,2	3,7	36,5	8,4
4	1	3,6	16,1	13,1
5	0	3,6	0	Nieskończoność
6	1,4	3,6	-22,9	10,5
7	2,4	3,6	-41,8	8,6
8	3,4	3,6	-71	13,3
9	1,4	3,6	-158,11	10,5

Przykładowe obliczenie:

[rad] = 36,5 [deg]

[%] [%]

[%]

[deg]

2 . Pomiar przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem dwukanałowym.

2.1 Układ połączeń i sposób wykonywania pomiarów.

Układ pomiarowy jest taki sam jak w punkcie 1.1 z tą różnicą, że badane napięcia podłączamy do dwóch kanałów oscyloskopu zamiast do dwóch torów odchylania.

Przesunięcie fazowe określone jest wzorem:

[deg]

Gdzie: Δt to czas przesunięcia między dwoma napięciami, a T to okres sygnału.

Przy przesunięciu fazowym wystarczy odczyt liczby działek przedstawiających powyższe parametry.

Błąd pomiaru oblicza się ze wzoru:

[%]

2.2 Wyniki pomiarów i obliczeń

Lp	Δt [dz]	T [dz]	ϕ [deg]	δ [%]
1	4,2	10	151,2	9,4
2	2	10	72	12
3	1	10	36	17
4	0,4	10	14,4	32
5	0	10	0	Nieskończoność
6	-0,6	10	-21,6	23,7
7	-1	10	-36	17
8	-2	10	-72	12
9	-4,2	10	-151,2	9,4

Przykładowe obliczenie:

[deg]

[%]

[deg]

3 . Zestawienie wyników metody krzywych Lissajous i metody dwukanałowej

Lp	ϕ [deg] Lissajous	ϕ [deg] Dwukanałowa
1	151,7 ± 13,5	151,2 ± 14,2
2	71 ± 8,4	72 ± 8,6
3	36,5 ± 3,1	36 ± 6,1
4	16,1 ± 2,1	14,4 ± 4,6
5	0 ± 0	0 ± 0
6	-22,9 ± 2,4	-21,6 ± 5,1
7	-41,8 ± 3,6	-36 ± 6,1
8	-70,8 ± 9,4	-72 ± 8,6
9	-157,1 ± 16,5	-151,2 ± 14,6

4 . Wnioski

Wyniki pomiarów wraz z błędami są porównywalne dla obu metod pomiarowych. Błędy względne rosną lawinowo dążąc do nieskończoności gdy kąt przesunięcia fazowego zbliża się do zera. Błąd bezwzględny w tym przypadku jest jednak nie duży ponieważ wartość kąta ma bardzo małą wartość.