POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium metrologii
	Ćwiczenie nr 7
Imię i nazwisko: Katarzyna Sułek Dawid Figura Jarosław Paciejewski	Semestr: III
Temat ćwiczenia: Zastosowania pomiarowe oscyloskopu analogowego.	Data wykonania: 26.01.2013

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania i sposobem użycia oraz metodą pomiarów dokonywanych za pomocą oscyloskopu analogowego.

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

OSCYLOSKOP OS-9020G

Oscyloskop użyty w ćwiczeniu służy do pomiarów elektrycznych w szerokim paśmie częstotliwości (od napięcia stałego do 20 MHz), jest wyposażony w generator funkcji , wytwarzający przebiegi: trójkątny sinusoidalny i prostokątny ze składową stałą oraz oddzielne impulsy TTL o częstotliwości takiej samej jak generowany przebieg.

Parametry oscyloskopu:

Lampa oscyloskopowa – 6’’ z prostokątnym ekranem wyposażonym w wewnętrzną skalę 8 × 10 działek (1działka = 1cm) i znaczniki do pomiaru czasów narastania i opadania. Oś środkowa skalowana co 2 mm.

Dokładność:

- odchylenie pionowe – normalne ±3%, rozciągnięte ±5%

- odchylenie poziome - ±3%, ±5% (0°C do 40°C), po rozciągnięciu pogorszenie o ±2%,

- praca w trybie X-Y: 5%

Generator funkcji:

- Zakres częstotliwości: 0,1 Hz do 1 MHz (7 zakresów)

- Przebieg wyjściowy: fala sinusoidalna, fala prostokątna, fala trójkątna, fala prostokątna TTL

- Stabilność częstotliwości: ±0,5% (zakresy 1, 19, 199, 1k, 100k), ±1% (zakres 1 M) po wstępnym podgrzaniu przez 15 min od włączenia

- Zakres strojenia: ≥10 : 1

- Impedancja wyjściowa: 50Ω ±10% (obciążalność wyjścia TTL: 20 wejść TTL)

- Napięcie wyjściowe: Ponad 14 V_nn bez obciążenia, możliwe nałożenie składowej stałej (ponad ±6V bez obciążenia). Poziom TTL > 3 V_nn

- Zniekształcenia i drgania przebiegu sinusoidalnego: 2% max (10Hz – 100kHz) poniżej 1/33

- Czasy narastania i opadania przebiegu prostokątnego: wyjście 50 Ω: ≤120 ns (dla maksymalnego napięcia wyjściowego). Dla TTL: ≤25 ns

Pomiar parametrów sygnału:

Schemat układu pomiarowego:

Celem ćwiczenia było zadać z generatora wewnętrznego oscyloskopu sygnał sinusoidalny o częstotliwości 1 kiloherca i ustawić maksymalną amplitudę. Dobrać podstawę czasu tak, aby można było wyznaczyć okres sygnału oraz dobrać wzmocnienie aby sygnał był możliwie najbardziej rozciągnięty w pionie. Zaobserwować obraz na ekranie dla różnych nastaw pokrętła VARIABLE (płynnej regulacji podstawy czasu).

Przybliżony obraz zaobserwowany na ekranie oscyloskopu:

Nastawy oscyloskopu:

C^TX = 0,1 ms/dz

C^TY = 5 V/dz

Amplituda sygnału: $A = Y*\ C^{\text{TY}} = 1,8\ dz*5\frac{V}{\text{dz}} = 9\ V$

Okres: $T = X*\ C^{\text{TX}} = 9,3\ dz*0,1\frac{\text{ms}}{\text{dz}} = 0,00093\ s$

Częstotliwość: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,00093} = 1075\ Hz$

Pomiar sygnału ze składową stałą:

Schemat układu pomiarowego:

Celem ćwiczenia było zadać z generatora wewnętrznego oscyloskopu sygnał sinusoidalny ze składową stałą o częstotliwości 1 KHz i ustawienie amplitudy na minimum.. Po przełączeniu przełącznika AC/DC na GND ustawić linię przebiegu tak, aby pokrywała się z linią narysowaną na skali oscyloskopu.

Następnie trzeba było zaobserwować dwa przebiegi (sinusoidalny i składowej stałej) osobno gdyż oscyloskop nie umożliwia obserwowania ich razem na ekranie.

Przybliżony obraz zaobserwowany na ekranie oscyloskopu:

Część sinusoidalna

Nastawy oscyloskopu:

C^TX = 0,1 ms/dz

C^TY = 0,2 V/dz

Amplituda sygnału: $A = Y*\ C^{\text{TY}} = 2,55\ dz*0,2\frac{V}{\text{dz}} = 0,51\ V$

Okres: $T = X*\ C^{\text{TX}} = 9,3\ dz*0,1\frac{\text{ms}}{\text{dz}} = 0,00093\ s$

Częstotliwość: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,00093} = 1075\ Hz$

Przybliżony obraz zaobserwowany na ekranie oscyloskopu:

Część składowej stałej

Aby można było dobrze odczytać amplitudę składowej stałej ustawiono poziom masy na -1 działki.

Nastawy oscyloskopu:

C^TX = 0,2 ms/dz

C^TY = 2 V/dz

Amplituda sygnału: $A = Y*\ C^{\text{TY}} = 4\ dz*2\frac{V}{\text{dz}} = 8\ V$

Okres: $T = X*\ C^{\text{TX}} = 4,65\ dz*0,2\frac{\text{ms}}{\text{dz}} = 0,00093\text{\ s}$

Częstotliwość: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,00093} = 1075\text{\ Hz}$

Wnioski:

Obliczony wynik częstotliwości mieści się w zakresie błędu pomiarowego oscyloskopu analogowego który dla zadanych parametrów wynosi +/- 7,5 % (wraz z błędem stabilności generatora).

Amplituda napięcia składowej stałej wyniosła 8V co jest zgodne z danymi zawartymi w instrukcji (w stanie bez obciążenia amplituda składowej stałej powinna wynosić ponad 6V)