POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTMATYKI I INFORMATYKI
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ
Numer ćwiczenia:
Data wykonania ćwiczenia: 25.04.2013

I Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z obsługą oraz działaniem oscyloskopu cyfrowego

II Program ćwiczenia:

- Pomiar napięcia odczytanego z ekranu oscyloskopu
- na podstawie wymiarów figury na ekranie
- za pomocą kursorów
- za pomocą pomiaru automatycznego

-Pomiar przesunięcia fazowego
- ręcznie, za pomocą kursorów
- poprzez pomiar współrzędnych XY

- Obserwacja modulacji AM

III Wyniki pomiarów

Wartości odczytana z ekranu oscyloskopu:
- miedzyszczytowa 5V
-skuteczna 2,5V/2^(0.5)=1,77V
-maksymalna 2,5V
-okres 5x200us=1000us
-częstotliwość 1kHz

Wartości zmierzone za pomocą kursorów

Pomiar automatyczny

Wartości odczytana z ekranu oscyloskopu:
- miedzyszczytowa 6,6V
-skuteczna 3,3V
-maksymalna 2,5V
-okres 200u
-częstotliwość 5kHz

Wartości zmierzone za pomocą kursorów, pomiar automatyczny

Wartości odczytana z ekranu oscyloskopu:
- miedzyszczytowa 10V
-skuteczna 2,89V
-maksymalna 5V
-okres 400us
-częstotliwość 2,5kHz

Wartości zmierzone za pomocą kursorów

Pomiar automatyczny

Badanie przesunięcia fazowego

Nie możemy porównać danych z protokołu z oscylogramami, ponieważ zapisały się w formacie wfm, którego nie możemy przekonwertować.

f= 210Hz
Vpp= 5V

$$\varphi = \frac{2\ \pi t}{T} = \frac{6,28*200\text{μs}}{4,76\text{ms}} = 0,26\ r$$

f= 500Hz
Vpp= 5V

$$\varphi = \frac{2\ \pi t}{T} = \frac{6,28*192\text{μs}}{2\text{ms}} = 0,6\ r$$

$$\varphi = \frac{2\ \pi t}{T} = \frac{6,28*120\text{μs}}{830\text{ms}} = 0,9\ r$$

Rozciąc kołowy

f= 210Hz
Vpp= 5V

$$\varphi = \arcsin\frac{a}{b} = \frac{1,2}{4,88} = 0,248\ r$$

f= 500Hz
Vpp= 5V

$$\varphi = \arcsin\frac{a}{b} = \frac{2,08}{4,44} = 0,48\ r$$

$$\varphi = \arcsin\frac{a}{b} = \frac{2,32}{3} = 0,88\ r$$

VI Wnioski:

Uzyskane pomiary pozwoliły nam się zapoznać z obsługą i możliwościami oscyloskopu cyfrowego. Posiada on bardzo wiele przydatnych funkcji, które są łatwo dostępne dla przeciętnego użytkownika o minimalnej wiedzy. Sygnał podany na oscyloskop jest próbkowany a następnie uzyskana informacja jest przetwarzana i wyświetlana na ekranie oscyloskopu w postaci znanej z urządzenie analogowego.

Wartości Vpp, Vrms, oraz Vmax odczytane w trakcie pomiarów z oscylokopu różnią się nieznacznie od zadanych na generatorze, co świadczy o niedoskonałości działania przetwornika AC (efekt próbkowania) np: dla sinusa, wartość skuteczna pomiarów powinna wedle pomiarów wynosić 1,77V, a oscyloskop wskazał 1,73V. Takie same wnioski można wysnuć dla innych przebiegów sygnału. Automatyczny pomiar częstotliwości oraz okresu jest zgodny w przypadku sinusa i prostokąta, natomiast różny dla trójkąta.
Pomiar przesunięcia fazowego wskazał różnice w pomiarze kąta metodą klasyczną (odczytanie przesunięcia przebiegów na ekranie oscyloskopu) oraz metodą rozciągu kołowego. Największą różnicę w otrzymanych wynikach widać dla pomiaru o f=500Hz; odczytane wartości wskazują na przesunięcie rzędu 0,6r, natomiast odczytane za pomocą krzywych przesunięcie wynosi 0,48r. Tak duża różnica jest prawdopodobnie spowodowana błędem odczytu z ekranu oscyloskopu. Pozostałe wyniki pomiarów są podobne.
Nie udało nam się zamieścić oscylogramów dotyczących pomiaru przesunięcia fazowego oraz modulacji z powodu błędnego formatu zapisu danych z oscyloskopu.