POLITECHNIKA POZNAŃSKA	Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej	Rok akademicki 2008 / 2009
Wydział Elektryczny Rok studiów: II Semestr: czwarty	Ćwiczenie nr 24 Temat: Zastosowanie oscyloskopu do wybranych pomiarów.
Wykonujący ćwiczenie: 1. Dawid Frankowski 2. Michał Pawlicki 3. Michał Kasjaniuk 4. Michał Talarczyk	Data wykonania ćwiczenia: 9.03.2009r. Data oddania sprawozdania: 23.03.2009r.	Zaliczenie:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wykonanie pomiarów przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym metodą krzywych Lissajous oraz wyznaczenia przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym z przesunięcia czasowego.

2. Schemat połączenia

3. Przebieg ćwiczenia

1. Pomiar przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym metodą Lissajous

Przykładowe obliczenia (dla fioletowego, lp.1):

Dane:

a = 1,2 [div] Δa = 0,2 [div]

b = 3,2 [div] Δb = 0,2 [div]

k_x = 0,2 [ms/div]

δ_KL = 3 [%]

Obliczenia:

Wyznaczam δ_a:

Wyznaczam δ_b:

Wyznaczam φ:

Wyznaczam δ_φ:

2. Wyznaczanie przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym z przesunięcia czasowego

Wyprowadzenie wzoru na przesunięcie fazowe φ₀:

Przykładowe obliczenia (dla niebieskiego, lp.1):

Dane:

x₀ = 2,2 [div] Δx₀ = 0,2 [div]

x = 5,0 [div] Δx = 0,2 [div]

k_x = 0,2 [ms/div]

δ_KL = 3 [%]

Obliczenia:

Wyznaczam δ_x0:

Wyznaczam δ_x:

Wyznaczam t₀:

Wyznaczam δ_t0:

Wyznaczam φ₀:

Wyznaczam δ_φ0:

4. Analiza błędów (na przykładzie niebieskiego, lp.3 - z krzywych Lissajous)

5. Wnioski

W ćwiczeniu dokonywaliśmy pomiarów przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych oscyloskopem jednokanałowym metodą krzywych Lissajous oraz z przesunięcia czasowego. W ten sposób zobaczyliśmy jakie występują różnice pomiędzy tymi metodami m.in. która z tych metod jest dokładniejsza. Z przeprowadzonych obliczeń wynika iż o wiele dokładniejsza jest metoda krzywych Lissajous, ponieważ występują przy niej o wiele mniejsze błędy niż przy metodzie przesunięcia czasowego. Niestety - co widać w powyższych tabelach - kąty przesunięcia fazowego wyznaczone z metody krzywych Lissajous nie pokryły się z kątami przesunięcia fazowego wyznaczonymi z przesunięcia czasowego przy tych samych nastawach, co jest spowodowane błędnymi pomiarami. Błąd w pomiarach został popełniony przy metodzie krzywych Lissajous, ponieważ obraz nie został rozciągnięty na cały ekran oscyloskopu, przez co pojawiły się bardzo duże rozbieżności w wykonanych obliczeniach, a także jeśli chodzi właśnie o kąty przesunięcia fazowego.

Z analizy błędów zauważamy, że gdyby obraz był odpowiednio rozciągnięty na cały ekran (czyli byłyby odpowiednio większe parametry a i b) to po pierwsze powinny się pokryć (przynajmniej mniej więcej) kąty przesunięcia fazowego dla danych nastaw wyznaczane metodą Lissajous z kątami przesunięcia fazowego dla tych samych nastaw wyznaczonych z przesunięcia czasowego. Ponadto (co zostało wykazane w tabeli w pkt.4) błędy odczytów parametrów a i b byłyby o wiele mniejsze, a co za tym idzie również zmniejsza się błąd wyznaczenia kąta przesunięcia fazowego.

Powyższą analizę błędów wykonaliśmy na przykładzie niebieskiego, lp.3 z krzywych Lissajous. Z przesunięcia czasowego wiemy, że wartość kąta przesunięcia fazowego powinna być równa 72 º. Jeśli zatem spojrzymy na tabele w pkt.4 to od razu widać, że kąt przesunięcia fazowego dla lp.4 jest najbliższy tej wartości, co też, jest kolejnym potwierdzeniem, że gdyby podczas pomiaru obraz został maksymalnie powiększony, to dzięki dokładniejszym odczytom otrzymalibyśmy bardziej poprawne wartości kątów przesunięcia fazowego wyznaczonych metodą Lissajous.

---