ZSE w Rzeszowie |
Pracownia elektryczna |
1999/2000 |
|
Sprawozdanie z ćw. nr 13 |
Obsługa oscyloskopu.
|
II e |
|
22.03.2000r. |
Piotr Madej |
|
|
I. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania oscyloskopu elektronicznego, pomiar napięcia stałego i zmiennego jak również umiejętność pomiaru częstotliwości metodą bezpośrednią.
II. Wskazówki BHP:
Podczas wykonywania ćwiczenia należy zachować wszelkie środki ostrożności zabezpieczające przed wypadkiem. Moment nieuwagi może spowodować trwałe kalectwo, a nawet śmierć.
Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia należy sprawdzić czy znajdujące się na stanowisku pracy przyrządu i urządzenia nie posiadają widocznych uszkodzeń.
Wszelkie nieprawidłowości i wątpliwości należy jak najszybciej zgłaszać profesorowi.
Po zezwoleniu profesora można przystąpić do pracy.
Podczas wykonywania ćwiczenia starać się nie dopuszczać do przeciążeń jakichkolwiek przyrządów.
Jeden z uczniów stanowiących grupę powinien zajmować miejsce w pobliżu wyłącznika zasilania.
Przed dołączeniem do sieci całego obwodu należy sprawdzić jego poprawność.
Spis przyrządów:
Oscyloskop 339/E
Generator 238/E
Zasilacz stabilizowany 385/c PE
Przebieg ćwiczenia:
Pomiar napięcia stałego.
Do wejścia Y oscyloskopu doprowadza się napięcie stałe U. Pokrętło wzmacniacza toru Y powinno zajmować pozycję kalibrowaną określoną w instrukcji.
Napięcie U oblicza się z zależności:
UO = ly ⋅ ky
ly [mm, cm, dz] - wysokość obrazu, przesunięcie plamki (linii) na ekranie oscyloskopu
ky [V/mm, V/cm, V/dz] - współczynnik wzmocnienia toru Y
ky |
ly |
U |
UO |
V/dz |
dz |
V |
V |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1 |
3 |
3 |
3 |
2 |
0,5 |
1 |
1 |
2 |
1,0 |
2 |
2 |
2 |
1,5 |
3 |
3 |
5 |
0,25 |
1 |
1,25 |
5 |
0,50 |
2 |
2,50 |
5 |
0,75 |
3 |
3,75 |
2. Pomiar napięcia zmiennego.
Do wejścia Y oscyloskopu doprowadza się napięcie zmienne U. Pokrętło wzmacniacza toru Y powinno zajmować pozycję kalibrowaną określoną w instrukcji. Pokrętłem synchronizacji należy unieruchomić obraz na ekranie.
UMAX = ly ⋅ ky/2
U = UMAX/√2
ly [mm, cm, dz] - wysokość obrazu na ekranie odpowiadająca podwójnej amplitudzie
ky |
ly |
UMAX |
U |
V/dz |
dz |
V |
V |
1 |
2 |
1 |
0,7 |
1 |
4 |
2 |
1,4 |
1 |
6 |
3 |
2,1 |
2 |
1 |
1 |
0,7 |
2 |
2 |
2 |
1,4 |
2 |
3 |
3 |
2,1 |
5 |
0,5 |
1,25 |
0,9 |
5 |
1,0 |
2,50 |
1,8 |
5 |
1,3 |
3,25 |
2,3 |
Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią.
Pokrętło przełącznika podstawy czasu powinno zajmować pozycję kalibrowaną określoną w instrukcji. Mierząc odcinek lx ,który odpowiada jednemu okresowi obserwowanego przebiegu otrzymujemy wartość okresu tego przebiegu:
Tx = lx ⋅ kx
fx = 1/Tx
lx |
kx |
Tx |
fx |
dz |
dz |
|
Hz |
3,5 |
1 |
3,5 |
285 |
4 |
1 |
4 |
250 |
5 |
1 |
5 |
200 |
3 |
2 |
6 |
166 |
3,5 |
2 |
7 |
142 |
4 |
2 |
8 |
125 |
2,5 |
5 |
12,5 |
80 |
3,5 |
5 |
17,5 |
57 |
4 |
5 |
20 |
50 |
V. Wnioski:
1. Oscyloskop jest to czuły pomiarowy przyrząd elektroniczny stosowany do badania i obserwowania zależności funkcyjnych między dwoma zmiennymi wielkościami elektrycznymi lub innymi wielkościami fizycznymi, przetworzonymi na wielkości elektryczne. Rozróżniamy 3 podstawowe grupy:
- z ciągłym odchylaniem (okresowym)
- uniwersalne (z odchylanie ciągłym i wyzwalanym)
- szybko działające (bardzo wielkiej częstotliwości)
Oscyloskopy są stosowane jako wskaźniki przy różnych pomiarach przez porównanie wartości wielkości mierzonej z wartością wzorcową jednostki miary, jak również do pomiarów napięć, prądów, częstotliwości, przesunięcia fazowego itp. Oscyloskop umożliwia badanie wielkości zmiennych w zakresie częstotliwości od 0 do kilku GHz.
2. Podstawowym członem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa , zwykle o elektr. odchylaniu wiązki elektronowej. Dwie pary elektrod odchylają wiązkę elektronową w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach, które można rozpatrywać jako osie współrzędnych. W kierunku poziomym wiązka jest odchylana proporcjonalnie do czasu, a w kierunku pionowym proporcjonalnie do wartości chwilowej badanego napięcia.
Lampa oscyloskopowa jest to lampa elektronopromieniowa przeznaczona do wytwarzania obrazu opt. będącego graficznym odwzorowaniem zależności miedzy dwoma wielkościami fizycznymi zmiennymi w czasie, ma postać próżnioszczelnej bańki szklanej w kształcie wydłużonego stożka.
3. Kiedy mierzymy napięcie stałe otrzymujemy przebieg który jest linią prostą. Zależnie od zwiększania lub zmniejszania napięcia linia ta podwyża się i opusza w stosunku do osi X. Podczas pomiaru napięcia napięcia zmiennego oscyloskop kreśli sinusoidę.
4. Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią odbywa się jak w układzie do pomiaru napięcia zmiennego. W celu zmierzenia częstotliwości metodą bezpośrednią do wejścia Y oscyloskopu doprowadza się napięcie U. Układ odchylania poziomego X zasila się z wewnętrznego generatora podstawy czasu.