Rok akademicki 2002/03 |
LABORATORIUM PODSTAW METROLOGII |
Tydzień pod kreską Godz. 11:45 |
Imiona i nazwiska osób w podgrupie:
|
Ćwiczenie numer: 5 Temat ćwiczenia: Oscyloskop elektroniczny |
Sprawozdanie wykonały:
|
Data wykonania ćwiczenia:
|
Data oddania ćwiczenia:
|
Ocena:
|
Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania i obsługi dwukanałowego oscyloskopu. Należało również dokonać pomiaru częstotliwości sygnału, przesuwności fazowej i tłumienności czwórnika oraz stałej czasowej układu RC.
Pomiar częstotliwości w wyznaczonym zakresie oraz amplitudy badanego sygnału.
1. Pomiar okresu:
LT=7,1 cm
stąd okres wynosi:
T=142 [μs]
W wyznaczeniu błędu pomiaru uwzględniono 3% klasę wzmacniacza oscyloskopu oraz przyjęto także błąd odczytu równy połowie najmniejszej podziałki oscyloskopu.
czyli:
δP=3%+0,028·100%≈0,058
natomiast błąd bezwzględny wynosi;
ΔP=142 μs · 0,058
ΔP=8,236≈8,3 μs
Zatem ostatecznie okres wynosi:
T=(142±9)[μs].
2. Pomiar amplitudy:
LA=2,3 cm
Um=2,3·1=2,3 [V]
δP=3%+0,087·100%≈0,12
ΔP= 2,3 V ·0,12
ΔP=0,276V
czyli ostatecznie:
Um=(2,3±0,3) [V].
Pomiar tłumienności
W praktyce najczęściej mierzy się tłumienność skuteczną As, czyli:
[dB]
Badanie tłumienności za pomocą figur Lissajousa.
Pomiar ten polega na odczycie z ekranu oscyloskopu wartości: Xm , Ym:
Xm= 10cm δX=3% + 0,2/10*100%=5%
Ym= 8cm δY= 3% + 0,2/8*100% = 5,5%
Czyli:
As=20 lg 1,5=3,52[dB] δAs=±(δX + δY)=10,5%
Zatem ostatecznie:
As=(3,5±0,4) dB.
Pomiar przesuwności fazowej pomiędzy dwoma sygnałami.
.
Badanie przesuwności za pomocą figur Lissajousa.
Odczytujemy z ekranu oscyloskopu cztery wartości: Xm , Ym , X0 , Y0
gdzie:
Xm- maksymalna wartość wychylenia poziomego
Ym- maksymalna wartość wychylenia pionowego
X0- odległość między punktami przecięcia osi X z figurami Lissajousa
Y0- odległość między punktami przecięcia osi Y z figurami Lissajousa
Otrzymane wyniki:
Xm =(10±0,2)cm X0 =(9,2±0,2)cm
Ym = (8±0,2)cm Y0=(7±0,2)cm
ϕ obliczam korzystając ze wzoru:
Wtedy:
1) Dla X-ów:
ϕ=66,93º
2) Dla Y-ów:
ϕ=61,04º
Wielkość tę można obliczyć również innym sposobem, korzystając ze wzoru:
,
gdzie w naszym przypadku:
T= 7,8 cm
L= 1,4 cm
Zatem:
ϕS= 64,62º
Wynik jest bardzo zbliżony do wyniku uzyskanego metodą figur Lissajousa.
Uśredniamy te wyniki i ostatecznie otrzymujemy:
ϕS=64,2º.
Następnie obliczam błąd pomiaru, korzystając ze wzoru:
δX=3% + 0,2/10*100%=5%
δY= 3% + 0,2/8*100% = 5,5%
δBs=3,87%
ΔP=2,48
Zatem ostatecznie:
ϕS=(64,2±3)º
Pomiar stałej czasowej.
Ustawienia oscyloskopu:
podstawa czasu: 50 μs/cm
Stałą czasową obliczamy ze wzoru:
Otrzymane przez nas wyniki:
t1=0 μs
t2=8,9 cm * 50μs/cm=445 μs δt2=3% + 0,2/8,9 * 100%=5,2%
ΔP= 642,2· 0,052
zatem ostatecznie:
τ=(642,2±33,4) μs
Wnioski:
Otrzymana wartość jest zbliżona do oczekiwanej (600 μs ). Wartość błędu prawie pokrywa odchylenie otrzymanego wyniku od wartości oczekiwanej.