Kleszczyńska Martyna 19.03.2015r.
Małecki Sebastian
Temat ćwiczenia: Oscyloskop elektroniczny, generator, obserwacja i pomiar parametrów przebiegów okresowych.
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z zasadami działania analogowego oscyloskopu elektronicznego, poznanie charakterystycznych parametrów opisujących sygnał okresowy oraz wykorzystanie oscyloskopu do obserwacji i pomiarów sygnału okresowego.
Spis przyrządów: analogowy oscyloskop elektroniczny, miernik Hameg 8012 (pomiar częstotliwości: 0,1% rdg + 2 dgt ; pomiar napięcia AC: 0,4% rdg + 5 dgt ; pomiar napięcia DC: 0,05% rdg + 5 dgt)
Tabele pomiarowe:
Pomiar okresu i wyznaczenie częstotliwości
Pomiar określić oscyloskopem | fX , obliczone z TX | Wynik | |
---|---|---|---|
Lp. | XT | CX | TX |
dz | ms/dz | ms | |
1. | 8,15 | 0,2 | 1,63 |
2. | 3,30 | 0,5 | 1,65 |
3. | 1,65 | 1,0 | 1,65 |
4. | Pomiar częstotliwości miernikiem Hameg 8012 - fM | 0,600 kHz | 0,5 |
$$T_{X} = X_{T} \bullet C_{X}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }T_{X1} = 8,15\ dz \bullet 0,2\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}} = 1,63\ ms\ $$
$$\delta T_{X} = \delta X_{T} + \delta C_{X}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ δ}X_{T} = \frac{X_{T}}{X_{T}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ δ}C_{X} = 3\%\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \delta T_{X1} = \ \frac{0,1\ dz}{8,15\ dz} + 0,03 = 0,04227 = 4,2\%\ $$
TX = δTX • TX TX = 4, 2%•1, 63 ms = 0, 07 ms
$$\text{\ T}_{X} = \frac{1}{f_{X}}\ \text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }f_{X} = \frac{1}{T_{X}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }f_{X1} = \frac{1}{0,00163\ s} = 613,5\ Hz\ \ \ \ $$
δfX = δTX fX = δfX • fX fX1 = 4, 2%•613, 5 Hz = 25, 8 Hz
Pomiar napięcia międzyszczytowego i wyznaczenie wartości skutecznej:
Pomiar oscyloskopem UPP | Obliczone z UPP | Obliczone z UPP | Wynik | |
---|---|---|---|---|
Lp. | YPP | CY | UPP | δUPP |
dz. | V/dz. | V | % | |
1. | 5,35 | 0,5 | 2,68 | 4,9 |
2. | 2,55 | 1,0 | 2,55 | 6,9 |
3. | 1,50 | 2,0 | 3,00 | 9,7 |
4. | Pomiar napięcia woltomierzem AC- UAC-V | 972,3 mV | 0,4 | 3,9 mV |
$$U_{\text{PP}} = Y_{\text{PP}} \bullet C_{Y}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }U_{\text{PP}} = 5,35\ dz \bullet 0,5\ \frac{V}{\text{dz}} = 2,68\ V\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }$$
$$\delta U_{\text{PP}} = \delta Y_{\text{PP}} + \delta C_{Y}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\delta U_{\text{PP}} = \frac{0,1\ dz}{5,35\ dz} + 0,03 = 0,04869 = 4,9\%\ \ \ \ \ \ \ $$
UPP = UPP • δUPP UPP = 4, 9%•2, 68 V = 0, 13 V
$$U_{\text{MAX}} = \frac{1}{2} \bullet U_{\text{PP}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }U_{\text{MAX}} = \frac{1}{2} \bullet 2,68\ V = 1,34\ V\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \delta U_{\text{MAX}} = \delta U_{\text{PP}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ U_{\text{MAX}} = U_{\text{MAX}} \bullet \text{δU}_{\text{MAX}}$$
$$U_{\text{MAX}} = 4,9\% \bullet 1,34\ V = 0,07\ V\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }U_{\text{AC}} = \frac{U_{\text{MAX}}}{\sqrt{2}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }U_{\text{AC}} = \frac{1,34\ V}{\sqrt{2}} = 0,948\ V\ $$
δUAC = δUPP UAC = δUAC • UAC UAC = 4, 9%•0, 948 V = 0, 046 V
Pomiar składowej stałej przebiegu okresowo zmiennego
Przyrząd pomiarowy | YDC | CY | UDC | δUDC | ΔUDC | UDC ± ΔUDC |
---|---|---|---|---|---|---|
dz | V/dz | V | % | V | V | |
Oscyloskop | 4,95 | 1,0 | 4,95 | 5,0 | 0,25 | 4,95 ± 0,25 |
Woltomierz DC | 5,0862 | 0,1 | 0,0026 | 5,0862 ± 0,0026 |
UDC = YDC • CY
$$U_{\text{DC}} = 4,95\ dz\ \bullet 1,0\ \frac{V}{\text{dz}} = 4,95\ \ V\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \text{δU}_{\text{DC}} = \frac{0,1\ dz}{4,95\ dz} + 0,03 = 0,0502 = 5,0\%$$
UDC = 4, 95 V • 5%=0, 25 V
Wnioski: W pierwszej części ćwiczenia musieliśmy na podstawie okresu wyliczyć częstotliwość, która w sposób zbliżony podobna była do wartości tej, którą odczytaliśmy z miernika. W części drugiej dokonaliśmy pomiaru napięcia międzyszczytowego w celu wyznaczenia wartości skutecznej. W tym kroku nasze wyniki też były zbliżone do wartości woltomierza. Na koniec zmierzyliśmy składową stałą przebiegu okresowo zmiennego, która wynosiła: UDC = 4, 95V ± 0, 25V.