Politechnika Lubelska

Wydział Mechaniczny

Laboratorium Elektrotechniki

Sprawozdanie z ćwiczenia nr. 32 „Pomiary oscyloskopowe”

Wykonali:

Marcin Chabora

Tomasz Borowiec

Cel ćwiczenia: Pomiar czułości i stałej lampy oscyloskopowej. Pomiar przekładni transformatora.

Wstęp teoretyczny:

Oscyloskop - przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej.

Oscyloskop stosuje się do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka. Jest podstawowym przyrządem pomiarowym w pracowni elektronika.

Pierwotnie oscyloskopy budowane były w oparciu o lampę oscyloskopową (oscyloskop analogowy). Obecnie dzięki rozwojowi elektroniki cyfrowej buduje się oscyloskopy cyfrowe

Rozróżnia się trzy rodzaje oscyloskopów:

z odchylaniem ciągłym lub okresowym,

uniwersalne z odchylaniem ciągłym i wyzwalanym,

szybkie (bardzo dużej częstotliwości).

Czułością lampy oscyloskopowej nazywamy przyrost wysokości obrazu pod wpływem jednostkowego przyrostu napięcia odchylającego.

Transformator – maszyna elektryczna służąca do przenoszenia energii elektrycznej prądu przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu elektrycznego do drugiego, z zachowaniem pierwotnej częstotliwości. Zwykle zmieniane jest równocześnie napięcie elektryczne (wyjątek stanowi transformator separacyjny, w którym napięcie nie ulega zmianie).

Przekładnia transformatora – liczba określająca stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do liczby zwojów uzwojenia wtórnego (przekładnia zwojowa) lub stosunek napięcia pierwotnego do napięcia wtórnego (przekładnia napięciowa).

Przekładnię definiujemy wzorem p=U2/U1

U1, U2 – napięcie na uzwojeniu pierwotnym i wtórnym transformatora

Czułość C i jej stałą S (odwrotność czułości) lampy oscyloskopowej opisujemy wzorem:

C=L/U S=U/L

gdzie: C- czułość lampy oscyloskopowej

S- stała lampy oscyloskopowej

L- długość pionowej linii widocznej na ekranie

U – wielkość napięcia które bada oscyloskop

Urządzenia pomiarowe:

Woltomierz – Meronatronic V5141 Digital

Oscyloskop – Hung Chang 20Mhz 3502C

Zasilacz napięcia zmiennego

Przebieg ćwiczenia:

1. Podłączamy układ według schematu:

1. Kalibrujemy oscyloskop przy pomocy pokręteł na oscyloskopie i pokrętła na zasilaczu aż do uzyskania pionowej linii opisującej wielkość napięcia na ekranie oscyloskopu

2. Mierzymy długość linii na ekranie dla różnych napięć i wzmocnień 5V/cm i 10V/cm

3. Skalibrowany oscyloskop podłączamy do transformatora według poniższego schematu. Zapisujemy wyniki zależnie od miejsca połączenia (3 pomiary, pomiędzy transformatorami 0 i 1, 0 i 2, 0 i 3. Łączymy je szeregowo)

1. Obliczamy szukane wartości

Wyniki badań:

Wyznaczanie stałej transformatora

Wzmocnienie 5 V/cm
Numer transformatora
0-1
0-2
0-3

Uśredniona stała transformatora dla 5V/cm = 491,62

---------------------------------------------------------------------------

Wzmocnienie 10 V/cm
Numer transformatora
0-1
0-2
0-3

Uśredniona stała transformatora dla 10V/cm = 947,99

---------------------------------------------------------------------------

Wyznaczenie dokładności oscyloskopu:

Wzmocnienie 5V/cm
Numer pomiaru
1
2
3
4

L 2 –długość linii pionowej wykresu napięcia na oscyloskopie

V1 – napięcie mierzone

S2 – stała oscyloskopu dla wzmocnienia 5V/cm

Uśredniona stała oscyloskopu – 4820 [V/m]

---------------------------------------------------------------------------

Wzmocnienie 10V/cm
Numer pomiaru
1
2
3
4

L 2 –długość linii pionowej wykresu napięcia na oscyloskopie

V1 – napięcie mierzone

S2 – stała oscyloskopu dla wzmocnienia 10V/cm

Uśredniona stała oscyloskopu – 917 [V/m]

---------------------------------------------------------------------------

Przekładka transformatora - Us2

Us2 = $\frac{L*S}{2\sqrt{2*U1}}$

Dla wzmocnienia 5 V/cm:

Us2 = $\frac{L*S}{2\sqrt{2*U1}}$ = $\frac{0,033*498,78}{2\sqrt{2}*16,46}$ = 3,53 V

Dla wzmocnienia 10 V/cm:

Us2 = $\frac{L*S}{2\sqrt{2*U1}}$ = $\frac{0,016*914,44}{2\sqrt{2}*16,46}$ = 0,314 V

Wnioski:

Oscyloskop jest przyrządem do dokładnego pomiaru przebiegu sinusoidalnego napięcia. Wyskalowanie oscyloskopu jest potrzebne do prawidłowego i szybkiego pomiaru napięcia uzwojeń transformatora.