Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy

im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy

Wydział Telekomunikacji, Informatyki i Elektrotechniki

Instytut Inżynierii Elektrycznej

ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI

Kierunek: Elektrotechnika

Przedmiot: Wstęp do elektrotechniki - laboratorium

Prowadzący: dr J. Stawicki

Temat ćwiczenia

Pomiary parametrów przebiegu sinusoidalnego za pomocą oscyloskopu

Autor sprawozdania: Damian Świerżewski

Jakub Walewski

Rok studiów: pierwszy

Grupa dziekańska: D

Bydgoszcz, 16.12.2014r.

Spis Treści:

1. Cel ćwiczenia ………………………………………………………………………………….….. 3

2. Plan Ćwiczenia ………………………………………………………………………..…….…….. 3

2.1. Obserwacja i odwzorowanie przebiegów zmiennych ………………….……..………… 3

2.2. Oscylogramy i parametry odczytane z generatora i oscyloskopu oraz parametry obliczone……………………………………………………………………………….4

2.3. Wykaz wykorzystanych przyrządów pomiarowych…………………….………….....7

3. Obliczenia ...................................................................................................................................7

4. Wnioski .......................................................................................................................................8

5. Literatura ....................................................................................................................................8

6. Załączniki ....................................................................................................................................8

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia przeprowadzonego w laboratorium jest zapoznanie się z budową, zasadą działania oscyloskopu oraz oscyloskopowymi metodami pomiarowymi i wykonanie pomiarów wielkości elektrycznych (okresu, wartości maksymalnej i międzyszczytowej, wartości skutecznej i częstotliwości) za pomocą oscyloskopu.

1. Plan Ćwiczenia.

   1. Obserwacja i odwzorowanie przebiegów zmiennych:

Połączyliśmy układ do obserwacji i odwzorowania przebiegów zmiennych na Rys.1.

Rys.1. Schemat do obserwacji przebiegów zmiennych

• Po skontrolowaniu układu pomiarowego przez prowadzącego, ustawiliśmy generator funkcyjny na zadaną częstotliwość i napięcie, kontrolując je na woltomierzu Vc oraz na oscyloskopie z włączoną podstawą czasu, regulując podstawę czasu i amplitudę.

• Dla trzech zadanych wartości częstotliwości (220 Hz, 1650 Hz i 10 kHz), ustawionych na generatorze funkcyjnym, odwzorowaliśmy przebiegi (oscylogramy) sinusoidalne, trójkątne i prostokątne z oscyloskopu

• W oparciu o uzyskane oscylogramy wyznaczyliśmy: okres, częstotliwość, wartość międzyszczytową, wartość maksymalną (amplitudę) i wartość skuteczną przebiegów, korzystając z wzorów:

1. Oscylogramy i parametry odczytane z generatora i oscyloskopu oraz parametry obliczone.

Przebieg sinusoidalny 1:

f=220 Hz

U_v=7 V

P_t=500 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=4 ms

Obl f=250 Hz

Obl U_pp=20 V

Obl U_m=10 V

Obl U_sk=7,07 V

Przebieg trójkątny 1:

f=220 Hz

U_v=6 V

P_t=500 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=4 ms

Obl f=250 Hz

Obl U_pp=22 V

Obl U_m=11 V

Przebieg prostokątny 1:

f=220 Hz

U_v=6 V

P_t=500 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=4 ms

Obl f=250 Hz

Obl U_pp=13 V

Obl U_m=6,5 V

Przebieg sinusoidalny 2:

f=1650 Hz

U_v=7 V

P_t=50 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=515 μs

Obl f=1941,75 Hz

Obl U_pp=20 V

Obl U_m=10 V

Obl U_sk=7,07 V

Przebieg trójkątny 2:

f=1650 Hz

U_v=6 V

P_t=100 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=520 μs

Obl f=1923,08 Hz

Obl U_pp=22 V

Obl U_m=11 V

Przebieg prostokątny 2:

f=1650 Hz

U_v=7 V

P_t=100 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=520 μs

Obl f=1923,08 Hz

Obl U_pp=12 V

Obl U_m=6 V

Przebieg sinusoidalny 3:

f=10 kHz

U_v=7 V

P_t=10 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=79 μs

Obl f=12,658 kHz

Obl U_pp=20 V

Obl U_m=10 V

Obl U_sk=7,07 V

Przebieg trójkątny 3:

f=10 kHz

U_v=6 V

P_t=10 μs/dz

C_y=5 V/dz

T=79 μs

Obl f=12,658 kHz

Obl U_pp=22 V

Obl U_m=11 V

Przebieg prostokątny 3:

f=10 kHz

U_v=7 V

P_t=10 μs/dz

C_y=2 V/dz

T=79 μs

Obl f=12,658 kHz

Obl U_pp=21,6 V

Obl U_m=10,8 V

1. Wykaz wykorzystanych przyrządów pomiarowych.

Oscyloskop cyfrowy RIGOL DS1102D

• Pasmo 100MHz

• Najszybsze odświeżanie przebiegów w tej klasie do 2000wmfs/s

• Max szybkość próbkowania 25 GSa/s

• Długość pamięci 10k

• 20 automatycznych pomiarów

• Interfejsy w standardzie: USB (USB host i USB do podłączenia drukarki) i RS232

Generator funkcyjny KZ 1405

• Częstotliwość do 10MHz

• Amplituda do 20 V

• Offset

• Przebiegi sinus, trójkąt, prostokąt

Multimetr V561A

• Pomiar napięć stałych do 1000 V

• Pomiar prądów stałych do 10 A

• Pomiar napięć zmiennych do 750 V

• Pomiar prądów zmiennych do 10 A

• Pomiar rezystancji do 20 MΩ

1. Obliczenia:

Przykładowe obliczenia dla przebiegu sinusoidalnego 1:

T_obl = P_t * l = 500 μs/dz * 8 dz = 4 ms

f_obl = 1/T = 1/4 ms = 250 Hz

U_mobl = C_y * l = 5 V/dz * 2 dz = 10 V
U_ppobl = 2 * U_mobl = 2 * 10 V = 20 V

U_obl = U_mobl /$\ \sqrt{2}$ = 10 V / $\sqrt{2}$ = 7,07 V

1. Wnioski.

2. Literatura

• Instrukcja do ćwiczenia

• Opydo W., 2005. Elektrotechnika i elektronika. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

• Bolkowski S., Warszawa 2005. Elektrotechnika. WSiP

1. Załączniki

• Protokół z ćwiczenia