Data ćwiczenia: 7 marca 2012r.

Oscyloskop- pomiar parametrów przebiegu sinusoidalnego.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania analogowego oscyloskopu elektronicznego i jego schematu blokowego i pomiar podstawowych parametrów sygnału okresowego tj: częstotliwości, amplitudy, okresu etc .

Przebieg ćwiczenia :

Oscyloskop został podłączony do generatora sygnałów okresowych, który podawał sygnał sinusoidalny o częstotliwości fM=0,103 kHz (zmierzono multimetrem) i napięciu skutecznemu równemu 0,180V (zmierzono tym samym urządzeniem) i stałej przebiegu. Następnie na podstawie charakterystyki wyświetlanej sinusoidy miałem za zadanie zmierzyć wartości tych trzech parametrów(plus okres).Pomiar odbywał się na trzech ustawieniach generatora podstawy czasu, przy badaniu częstotliwości i również trzech ustawieniach tłumika wejściowego .Zaczynałam zawsze od ustawień które gwarantowały najlepszy odczyt danej wartości, później zmieniając je co mogło zaowocować oraz większym błędem np zwiększając ilość voltów na działkę oczywiście nie zmieniamy parametrów sygnału ale zmniejszamy rozdzielczość w jakiej badamy amplitudę- działki na wyświetlaczu są „namalowane” , a linia rysująca wykres również ma swoją grubość, dlatego ideałem jest aby w tym wypadku amplituda obejmowała min kilka działek.

Multimeter: M -3860D

Błąd multimetru: dla czestotliwości:0,1%rdg+2dgt

Napięcia stałego:0,3%rdg+1dgt

Napięcia zmiennego:0,8%rdg+3dgt(składowa stała)

Tabela pomiaru okresu i wyznaczenie częstotliwości.

XT Ilość działek	Cx ms/działkę	Okres Tx Ms	δTx	ΔTx ms	Tx±ΔTx ms	fx Hz	δfx %	Δfx Hz	Wynik fx±Δfx Hz
9,5	1	9,5	0,3105	2,95	9,5±2,95	105,26	0,3105	32,68	105,26±32,68
4,8	2	9,6	0,3104	2,98	9,6±2,98	104,16	0,3104	32,33	104,16±32,33
2,2	5	11	0,3091	3,40	11±3,40	90,909	0,3091	28,10	90,909±28,10
Wartość zmierzona: fM=0,103 kHz±0,2103

Wartość zmierzona 0,103*0,1%+0,2=0,2103

Obliczanie okresu Tx [ms]=XT*Cx:

1. 9,5dz*1ms/dz= 9,5 ms

2. 4,8dz*2ms/dz=9,6 ms

3. 2,2dz*5ms/dz=11 ms

Obliczanie częstotliwości fx[Hz=1/T]:

1. 1/9,5ms=105,26Hz

2. 1/9,6ms=104,16Hz

3. 1/11ms=90,909Hz

Obliczanie błędu względnego δTx[%] (dla napięcia stałego):

1. 0,1dz/9,5dz+0,3=0,3105%

2. 0,1dz/9,6dz+0,3=0,3104%

3. 0,1dz/11dz+0,3=0,3091%

Obliczanie błędu bezwzględnego ΔTx(dla napięcia stałego):

1. 0,3105*9,5=2,95

2. 0,3104*9,6=2,98

3. 0,3091*11=3,40

Obliczanie błędu bezwzględnego Δfx:

1. Δfx= fx*δfx= 105,26*0,3105=32,68

2. 104,16*0,3104=32,33

3. 90,909*0,3091=28,10

Obliczanie błędu względnego δfx:

1. δTx=δfx=31,05%

2. 31,04%

3. 30,91%

Tabela napięcia miedzyszczytowego i skutecznego i wyznaczanie wartości skutecznej.

Ypp dz	Cy v/dz	Napięcie międzyszczytowe Upp V	δUpp %	ΔUpp V	Umax V	δUmax %	ΔUmax V
8,0	2	16,0	0,3125	2,500	8,00	0,3125	0.025
3,3	5	16,5	0,3303	1,090	8,25	0,3303	0,027
7,2	1	7,20	0,3139	2,260	3,60	0,3139	0,011

Uac V	δUac %	ΔUac V	Wynik Uac±ΔUac V
5,657	0,3125	0,0500	5,657±0,0500
5,834	0,3303	0,0545	5,834±0,0545
2,546	0,3139	0,0226	2,546±0,0226
Pomiar napięcia woltomierzem AC-Uac_v=4,769±1,731

Wartość zmierzona 4,769*0,3%+0,3=1,731

Obliczanie napięcia międzyszczytowego Upp [V]:

Upp=Ypp*Cy

1. 8,0dz*2V/dz=16V

2. 3,3dz*5V/dz=16,5V

3. 7,2dz*1V/dz=7,2V

Obliczanie Umax [V]:

Umax=Upp/2

1. 16V/2=8V

2. 16,5V/2= 8,25V

3. 7,2V/2=3,6V

Obliczanie Uac [V]:

Uac=Umax/√2

1. 8V/√2=5,657V

2. 8,25V/√2=5,834V

3. 3,6V/√2=2,546V

Obliczanie δUpp [%]:

1. 0,1dz/8,0dz+0,3= 0,3125

2. 0,1 dz/3,3dz+0,3= 0,3303

3. 0,1dz/7,2dz+0,3= 0,3139

Obliczanie ΔUpp [V]:

1. δUpp*Ypp=0,3125*8,0=2,500

2. 0,3303*3,3=1,090

3. 0,3139*7,2=2,260

Obliczanie δUmax [%]:

1. 0,1dz/8dz+0,3%=0,3125

2. 0,1dz/3,3dz+0,3%=0,3303

3. 0,1dz/7,2dz+0,3%=0,3139

Obliczanie ΔUmax:

1. δUmax*Umax/100=0,3125*8,00/100=0,025

2. 0,3303*8,25/100=0,027

3. 0,3139*3,60/100=0,011

Obliczanie δUac [%]:

1. 0,1dz/8dz+0,3%=0,3125

2. 0,1dz/8dz+0,3%=0,3303

3. 0,1dz/7,2dz+0,3%=0,3139

Obliczanie ΔUac:

1. δUac*Upp/100=0,3125*16,0=0,0500

2. 0,3303*16,5=0,0545

3. 0,3139*7,20=0,0226

Pomiar składowej stałej przebiegu okresowo zmiennego.

Przyrząd pomiarowy	Ydc dz	Cy V/dz	Udc V	δUdc %	ΔUdc V	Udc±ΔUdc V
Oscyloskop	1,6	0,1	0,180	0,00288	0,00461	0,180±0,00461
Woltomierz DC	0,180V±0,02544

Wartość zmierzona 0,180*0,8+2,4/100=0,02544

Obliczanie δUdc [%]:

Ydc*Udc/100=1,6*0,180/100=0,00288

Obliczanie ΔUdc:

δUdc*Ydc=1,6*0,00288=0,00461

Wnioski:

Największy błąd wynika z błędu addytywnego w przypadku pomiaru multimetrem. Z kolei w przypadku oscyloskopu błąd rośnie wraz ze zwiększaniem wartości mierzonej wielkości na działkę. Pomiary wykonane jednym i drugim urządzeniem nie pokrywają się do końca ale odpowiedzialność za to ponosi zapewne brak większej praktyki w odczytywaniu wykresu i pośpiech .