WAT - WYDZIAŁ ELEKTRONIKI - Instytut Systemów Elektronicznych PRACOWNIA PODSTAW ELEKTRONIKI I MIERNICTWA |
|
Ćwiczenie nr 2 FORMULARZ (PROTOKÓŁ/SPRAWOZDANIE) |
|
Temat: WYKONYWANIE POMIARÓW PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH |
|
Grupa: 1. ………………………………………....... 2. ……………………………………........... 3. …………………………………………... 4. …….......………………...………………. |
Data wykonania ćwiczenia: ……………………………………………...…. |
|
Data oddania sprawozdania: ………………………………………….……... |
|
Ocena: ………………………………………………… |
|
Prowadzący: ………………………………………………… |
Uwagi prowadzącego ćwiczenie:
Zapoznanie się z wyposażeniem stanowiska pomiarowego
Na podstawie oglądu przyrządów na stanowisku oraz ich instrukcji sporządzić wykaz przyrządów pomiarowych wykorzystywanych w ćwiczeniu - tabela 1.
Tabela 1. Wykaz przyrządów pomiarowych
Lp. |
Nazwa przyrządu |
Typ |
Producent |
Uwagi |
1. |
Zasilacz (źródło napięcia stałego) |
|
|
Zakres stabilizacji napięcia: Zakres stabilizacji prądu: |
2. |
Multimetr analogowy |
|
|
Klasa dokładności przy pomiarach: - napięcia stałego: - prądu stałego: |
3. |
Multimetr cyfrowy |
|
|
|
4. |
Rezystor dekadowy |
|
|
Rezystancja min: Rezystancja max: |
5. |
Cyfrowy generator funkcyjny |
|
|
Zakres częstotliwości: |
6. |
Oscyloskop |
|
|
Pasmo: |
7. |
Częstościomierz cyfrowy |
|
|
|
Pomiary napięcia stałego
Pomiar jednokrotny z wykorzystaniem przyrządu analogowego
Czynności przygotowawcze
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą źródła napięcia stałego (zwrócić szczególną uwagę na znaczenie pokręteł regulacji zgrubnej „COARSE” i precyzyjnej „FINE”). Pozostawić oba rodzaje pokręteł w położeniu odpowiadającym wartościom minimalnym.
Rys. 1. Schemat układu do pomiaru napięcia stałego z wykorzystaniem miernika analogowego.
Wykonanie pomiarów
Po sprawdzeniu poprawności zestawienia układu pomiarowego przez prowadzącego ćwiczenie włączyć zasilacz.
Korzystając ze wskaźnika cyfrowego zasilacza ustawiać kolejno wartości napięcia Uzas podane w Tabeli 2 za pomocą pokręteł zgrubnej i precyzyjnej regulacji napięcia i dokonywać ich pomiaru za pomocą multimetru analogowego. Dla każdego pomiaru należy:
dobrać właściwy podzakres woltomierza UN
określić maksymalną liczbę działek obliczeniowych podziałki αmax odpowiadającą wybranemu podzakresowi UN
określić liczbę działek αm, o które wychyliła się wskazówka miernika
wyznaczyć stałą podziałki SU i wartość zmierzoną napięcia Um wg poniższych wzorów:
wpisać powyższe wartości do Tabeli 2.
Tabela 2. Wyniki pomiarów napięcia stałego z wykorzystaniem miernika analogowego
Lp. |
Uzas |
UN |
αmax |
αm |
SU |
Um |
|
V |
V |
dz |
dz |
V/dz |
V |
1. |
0,5 |
|
|
|
|
|
2. |
0,8 |
|
|
|
|
|
3. |
1 |
|
|
|
|
|
4. |
2 |
|
|
|
|
|
5. |
5 |
|
|
|
|
|
Pomiar jednokrotny z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Czynności przygotowawcze
Rys. 2. Schemat układu do pomiaru napięcia stałego z wykorzystaniem miernika cyfrowego.
Wykonanie pomiarów
Po sprawdzeniu poprawności zestawienia układu pomiarowego przez prowadzącego ćwiczenie włączyć zasilacz.
Korzystając ze wskaźnika cyfrowego zasilacza ustawiać kolejno wartości napięcia Uzas podane w Tabeli 3 za pomocą pokręteł zgrubnej i precyzyjnej regulacji napięcia i dokonywać ich pomiaru za pomocą multimetru cyfrowego. Dla każdego pomiaru należy:
ustalić dobrany automatycznie zakres pomiarowy UN (klawisze programowalne „Auto”, „Rng+” i „Rng-”),
odczytać wartość zmierzoną napięcia dla 3 różnych rozdzielczości przyrządu: 5 3/4 cyfry, 4 3/4 cyfry oraz 3 3/4 cyfry, odpowiednio: Um6, Um5 i Um4 (zmiana rozdzielczości jest realizowana za pomocą klawiszy nawigacyjnych „<” i „>”),
korzystając z instrukcji użytkownika multimetru odszukać formuły na błąd graniczny każdego pomiaru (uwaga: są one zależne od wybranego podzakresu),
wpisać powyższe wartości oraz formuły na błąd graniczny do Tabeli 3.
Tabela 3. Wyniki pomiarów napięcia stałego z wykorzystaniem miernika cyfrowego
Lp. |
Uzas |
UN |
Um6 |
Um5 |
Um4 |
Formuła na błąd graniczny pomiaru |
|
V |
V |
V |
V |
V |
|
1. |
0,3 |
|
|
|
|
|
2. |
0,5 |
|
|
|
|
|
3. |
1 |
|
|
|
|
|
4. |
2 |
|
|
|
|
|
5. |
5 |
|
|
|
|
|
Seria pomiarów z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Czynności przygotowawcze
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 2 wykorzystując multimetr cyfrowy.
Wykonanie pomiarów
Korzystając ze wskaźnika cyfrowego zasilacza ustawić napięcie o wartości 3V za pomocą pokręteł skokowej i płynnej regulacji napięcia.
Korzystając z zaleceń wykonania pomiarów z punktu poprzedniego dokonać
15-krotnego pomiaru ustalonego napięcia zasilacza. W tym celu należy:
ustalić dobrany automatycznie zakres pomiarowy UN (klawisze programowalne „Auto”, „Rng+” i „Rng-”),
wybrać największą rozdzielczość przetwornika A/C multimetru,
dokonywać ręcznego wyzwalania przyrządu przyciskiem „Single”,
zanotować wyniki pomiarów oraz formułę na błąd graniczny w Tabeli 4.
Tabela 4. Seria pomiarów napięcia
Uzas = 3V UN = …………….. formuła na błąd graniczny ..................................... |
|||||
Umi |
Umi |
Umi |
|||
i |
[V] |
i |
[V] |
i |
[V] |
1 |
|
6 |
|
11 |
|
2 |
|
7 |
|
12 |
|
3 |
|
8 |
|
13 |
|
4 |
|
9 |
|
14 |
|
5 |
|
10 |
|
15 |
|
Pomiar prądu stałego
Pomiary z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Czynności przygotowawcze
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru cyfrowego w zakresie pomiaru prądu.
Wybrać w multimetrze cyfrowym funkcję pomiaru prądu oraz automatycznego doboru podzakresu.
Rys. 3. Schemat układu do pomiaru natężenia prądu stałego z wykorzystaniem miernika cyfrowego.
Wykonanie pomiarów
Po sprawdzeniu poprawności zestawienia układu pomiarowego przez prowadzącego ćwiczenie włączyć zasilacz.
Korzystając ze wskaźnika cyfrowego zasilacza ustawić napięcie o wartości 2 V za pomocą pokręteł skokowej i płynnej regulacji napięcia (uwaga: jeśli zapali się czerwona lampka na zasilaczu sygnalizująca działanie ogranicznika prądowego należy skręcić pokrętła od regulacji napięcia i wezwać prowadzącego).
Korzystając z pokręteł rezystora dekadowego ustawiać kolejno wartości rezystancji Rdek podane w Tabeli 5 i dokonywać pomiaru odpowiadających im wartości natężeń prądu (uwaga: jeżeli źródło zasilania jest włączone, to nie wolno zerować nastawy rezystora dekadowego; chcąc wyzerować jedną z dekad najpierw należy ustawić odpowiednią wartość na pozostałych dekadach). Dla każdego pomiaru należy:
ustalić dobrany automatycznie zakres pomiarowy IN (klawisze programowalne „Auto”, „Rng+” i „Rng-”),
odczytać wartość zmierzoną prądu dla 3 różnych rozdzielczości przyrządu: 5 1/2 cyfry, 4 1/2 cyfry oraz 3 1/2 cyfry, odpowiednio: Im6, Im5 i Im4 (zmiana rozdzielczości jest realizowana za pomocą klawiszy nawigacyjnych „<” i „>”),
korzystając z instrukcji użytkownika multimetru odszukać formuły na błąd graniczny każdego pomiaru (uwaga: są one zależne od wybranego podzakresu),
wpisać powyższe wartości oraz formuły na błąd graniczny do Tabeli 5.
Tabela 5. Wyniki pomiarów natężenia prądu stałego z wykorzystaniem miernika cyfrowego
Lp. |
Rdek |
IN |
Im6 |
Im5 |
Im4 |
Formuła na błąd graniczny pomiaru |
|
kΩ |
mA |
mA |
mA |
mA |
|
1. |
0,5 |
|
|
|
|
|
2. |
1 |
|
|
|
|
|
3. |
5 |
|
|
|
|
|
4. |
10 |
|
|
|
|
|
5. |
50 |
|
|
|
|
|
Pomiar rezystancji
Czynności przygotowawcze
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru cyfrowego w zakresie pomiaru rezystancji.
Rys. 4. Schemat układu do pomiaru rezystancji z wykorzystaniem miernika cyfrowego.
Wykonanie pomiarów
Korzystając z pokręteł rezystora dekadowego ustawiać kolejno wartości rezystancji Rdek podane w Tabeli 6 i dokonywać ich pomiaru z maksymalną rozdzielczością przyrządu. Dla każdego pomiaru należy:
ustalić dobrany automatycznie zakres pomiarowy RN (klawisze programowalne „Auto”, „Rng+” i „Rng-”),
odczytać wartość zmierzoną rezystancji Rm,
korzystając z instrukcji użytkownika multimetru odszukać formuły na błąd graniczny każdego pomiaru (uwaga: jest on zależny od wybranego podzakresu),
wpisać powyższe wartości oraz formuły na błąd graniczny do Tabeli 6.
Tabela 6. Wyniki pomiarów natężenia prądu stałego z wykorzystaniem miernika cyfrowego
Lp. |
Rdek |
RN |
Rm |
Formuła na błąd graniczny pomiaru |
|
kΩ |
kΩ |
kΩ |
|
1. |
0,02 |
|
|
|
2. |
0,2 |
|
|
|
3. |
0,6 |
|
|
|
4. |
3 |
|
|
|
5. |
5 |
|
|
|
6. |
20 |
|
|
|
7. |
60 |
|
|
|
Badanie funkcjonalności multimetru cyfrowego
Automatyczne wykonanie serii pomiarów
Czynności przygotowawcze
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru cyfrowego w zakresie wykonywania serii pomiarów o zadanych parametrach.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 4.
Wykonanie pomiarów
Korzystając z pomocy prowadzącego wykonać i zapisać do pamięci serię 10 pomiarów rezystancji z zakresu od 1 kΩ do 50 kΩ wykonanych z częstotliwością 1Sa/s.
Sprawdzić w jakiej postaci może zostać wyświetlony wynik pomiaru. Wyniki obserwacji zanotować w tabeli 7.
Za pomocą odpowiedniej opcji wyświetlić wartości liczbowe kolejnych pomiarów i zapisać je w Tabeli 8.
Na podstawie dokumentacji multimetru cyfrowego określić
formułę na błąd graniczny (instrumentalny) przyrządu.
Tab. 7. Sposób wyświetlania danych pomiarowych w pamięci historycznej multimetru cyfrowego |
|
Wybrana opcja |
Sposób wyświetlania danych pomiarowych |
„List” |
|
„HistG” |
|
„Graph” |
|
|
Wyznaczenie wartości maksymalnej, minimalnej i średniej wielkości mierzonej
Czynności przygotowawcze
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru cyfrowego w zakresie opcji statystycznych.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 4.
Wykonanie pomiarów
Korzystając z pomocy prowadzącego wyznaczyć wartość maksymalną, minimalną i średnią rezystancji opornika dekadowego ustawionej w poprzednim punkcie pomiarowym. Wyniki zapisać Tabeli 9.
Tabela 9. Wyniki wyznaczania wartości statystycznych serii pomiarów
RN |
n |
Rśr |
Rmin |
Rmax |
kΩ |
- |
kΩ |
kΩ |
kΩ |
|
|
|
|
|
Pomiary parametrów sygnałów
Badanie wpływu rodzaju przewodu łączącego źródło sygnału z przyrządem pomiarowym na wynik pomiaru
W układzie jak na rys. 5 dołączyć do kanału oscyloskopu kolejno przewód A oraz przewód B i porównać uzyskane przebiegi (wybrać źródło wyzwalania oscyloskopu typu sieć zasilająca).
Naszkicować w tabeli 10 oscylogramy uzyskane przy jednakowym współczyniku napięcia V/dz.
Korzystając z możliwości wykorzystywanego oscyloskopu oszacować wartość międzyszczytową UPP napięcia „generowanego” przez przewód A oraz jego częstotliwość f i wpisać do tabeli 2.
Rys. 5. Układu do badania wpływu rodzaju przewodu łączącego na wynik pomiaru
(A - przewód dwużyłowy nieekranowany, B - przewód koncentryczny).
Tabela 10. Porównanie przebiegów wnoszonych przez przewody łączące.
Współczynnik napięcia ............. V/dz |
|
Przewód A |
Przewód B |
UPP = f = |
|
Pomiar częstotliwości
Dokonać pomiaru częstotliwości nieznanego źródła trzema metodami: bezpośrednio oscyloskopem poprzez pomiar okresu, za pomocą figur Lissajous (rys. 6) oraz częstościomierzem cyfrowym. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli 11. W metodzie oscyloskopowej pamiętać o maksymalnym „rozciągnięciu” mierzonego okresu na ekranie.
Rys. 6. Schemat układu do pomiaru częstotliwości metodą figur Lissajous.
Tabela 11. Wyniki pomiarów częstotliwości nieznanego źródła różnymi metodami.
pomiar okresu oscyloskopem cyfrowym |
metoda figur Lissajous |
częstościomierz cyfrowy |
|||
wykonać pomiar kursorami lub automatycznie 1) współczynnik czasu: SX [s/dz] = 2) zmierzony okres: T =
|
1) szkic stabilnej figury:
2) częstotliwość generatora wzorcowego: fgwz = 3) uzyskany stosunek
|
Tgate [s] |
|||
|
|
f [Hz] |
0.1 |
1 |
10 |
|
|
|
......................................................... |
......................................................... |
......................................................... |
|
|
|
Pomiary parametrów czasowych przebiegu impulsowego
Wybrać w generatorze funkcyjnym generację przebiegu prostokątnego o częstotliwości f =1kHz i współczynniku wypełnienia γ (ang. duty factor) równym 35%.
Zobrazować uzyskany przebieg na ekranie oscyloskopu i naszkicować go na rys. 7 w zakresie ok. 1.5 okresu zaznaczając podstawowe parametry rzeczywistego przebiegu impulsowego:
okres powtarzania T
czas trwania impulsu t+
czas między impulsami t -
czas narastania tn
czas opadania to
Dokonać sprawdzenia możliwości bezpośredniego (tylko) pomiaru powyższych parametrów kolejno za pomocą oscyloskopu, częstościomierza cyfrowego i multimetru cyfrowego. Uzyskane w pomiarze wartości wpisać do tabeli 12.
Uwagi:
1) obserwacja na ekranie oscyloskopu zboczy narastających i opadających jest możliwa po wybraniu odpowiedniego zbocza, przy którym następuje wyzwolenie generatora podstawy czasu,
2) przy pomiarze tn i to oscyloskopem wygodnie jest skorzystać z opcji dokładnego ustawiania wartości regulatora współczynnika napięcia (w serii TDS2xx jest to opcja „Fine” w menu kanału 1 i 2).
Tabela 12. Wyniki pomiarów parametrów przebiegu impulsowego o częstotliwości 1kHz i współczynniku wypełnienia 35%.
|
T |
t+ |
t - |
tn |
to |
γ |
oscyloskop typ: |
|
|
|
|
|
|
częstościomierz cyfrowy typ: |
|
|
|
|
|
|
multimetr cyfrowy typ: |
|
|
|
|
|
|
Opracowanie sprawozdania
Zadaniem studentów jest realizacja wyłącznie podanych poniżej poleceń, bez konieczności tworzenia dodatkowych wniosków. Odpowiedzi na pytania (zwięzłe) oraz obliczenia należy umieścić w miejscach na nie pozostawionych. Wymagane rysunki mogą być sporządzone odręcznie (należy wówczas zastosować papier milimetrowy) lub z wykorzystaniem technik komputerowych. Rysunki te, odpowiednio opisane, należy dołączyć do sprawozdania. Ocenie podlegać będzie zawartość merytoryczna, stosowanie zaokrągleń oraz staranność wykonanego sprawozdania.
Pomiary napięcia stałego
Pomiar jednokrotny z wykorzystaniem przyrządu analogowego
Na podstawie wyników pomiarów zamieszczonych w Tabeli 2 oraz danych z Tabeli 1 wyznaczyć i wpisać do Tabeli 13 następujące wielkości:
- błąd graniczny przyrządu analogowego (ΔgU),
Tabela 13. Wyniki obliczeń błędów granicznych i niepewności pomiarów napięcia przyrządem analogowym
Lp. |
ΔgU |
Um ± ΔgU |
|
V |
V |
1. |
|
|
2. |
|
|
3. |
|
|
4. |
|
|
5. |
|
|
Na podstawie wykonanych pomiarów i obliczeń uzasadnij regułę doboru możliwie małego podzakresu pomiarowego.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Określ i uzasadnij na podstawie powyższych wyników jaka powinna być maksymalna liczba cyfr znaczących odczytana z podziałki użytego przyrządu.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Pomiar jednokrotny z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Na podstawie wyników pomiarów i informacji zamieszczonych w Tabeli 3 wyznaczyć i zapisać w Tabeli 14 następujące wielkości:
- błąd graniczny przyrządu cyfrowego (ΔgU),
Do obliczeń przyjąć wynik pomiaru o największej rozdzielczości. Zapisać wynik końcowy pomiaru zgodnie z regułami zaokrąglania.
Tabela 14. Wyniki obliczeń błędów i niepewności pomiarów napięcia przyrządem cyfrowym
Lp. |
ΔgUm |
ΔgUN |
ΔgU |
Um ± ΔgU |
|
V |
V |
V |
V |
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
Dokonaj porównania niepewności rozszerzonych przyrządu analogowego z poprzedniego punktu i cyfrowego i oceń za pomocą niepewności względnych który z przyrządów jest dokładniejszy.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Na podstawie wskazań z Tabeli 3 oraz wyznaczonej niepewności oceń, która z rozdzielczości przyrządu jest adekwatna do jego dokładności.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Seria pomiarów z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Na podstawie wyników pomiarów i informacji zamieszczonych w Tabeli 4 wyznaczyć i wpisać do Tabeli 15 następujące wielkości:
- wartość średnią pomiaru napięcia (Uśr),
- błąd graniczny woltomierza (ΔgU),
Do obliczeń przyjąć wynik pomiaru o największej rozdzielczości. Zapisać w Tabeli 15 wynik końcowy pomiaru zgodnie z odpowiednimi regułami.
Tabela 15. Wyniki obliczeń niepewności pomiaru napięcia
Lp. |
Umi |
Umi - Uśr |
|
|
Uśr |
V |
|
|
V |
V |
V |
|
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
ΔgU |
V |
|
6. |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
|
|
|
Uśr ± ΔgU |
||
8. |
|
|
|
|
V |
||
9. |
|
|
|
|
|
||
10. |
|
|
|
|
|||
11. |
|
|
|
|
|||
12. |
|
|
|
|
|||
13. |
|
|
|
|
|||
14. |
|
|
|
|
|||
15. |
|
|
|
|
|||
Σ |
|
|
|
|
Przedstawić wykorzystane wzory i przykładowe obliczenia:
Uśr =
ΔgU =
Pomiar prądu stałego
Pomiary z wykorzystaniem przyrządu cyfrowego
Na podstawie wyników pomiarów i informacji zamieszczonych w Tabeli 5 wyznaczyć i zapisać w Tabeli 16 następujące wielkości:
- błąd graniczny przyrządu cyfrowego (ΔgI),
Do obliczeń przyjąć wynik pomiaru o największej rozdzielczości. Zapisać wynik końcowy pomiaru zgodnie z regułami zaokrąglania.
Dokonaj porównania błędu pomiaru przyrządu analogowego z poprzedniego punktu i cyfrowego i oceń, który z przyrządów jest dokładniejszy.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Tabela 16. Wyniki obliczeń błędów granicznych i niepewności pomiarów prądu przyrządem cyfrowym
Lp. |
ΔgIm |
ΔgIN |
ΔgI |
Im ± ΔgI |
|
mA |
mA |
mA |
mA |
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
Pomiary rezystancji
Na podstawie wyników pomiarów i informacji zamieszczonych w Tabeli 6 wyznaczyć i zapisać w Tabeli 17 następujące wielkości:
- błąd graniczny przyrządu cyfrowego (ΔgR),
Do obliczeń przyjąć wynik pomiaru o największej rozdzielczości. Zapisać wynik końcowy pomiaru zgodnie z regułami zaokrąglania.
Tabela 17. Wyniki obliczeń błędów i niepewności pomiarów rezystancji przyrządem cyfrowym
Lp. |
ΔgRm |
ΔgRN |
ΔgR |
Rm ± ΔgR |
|
kΩ |
kΩ |
kΩ |
kΩ |
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
6. |
|
|
|
|
7. |
|
|
|
|
Badanie funkcjonalności multimetru cyfrowego
Automatyczne wykonanie serii pomiarów
Na podstawie wyników pomiarów i informacji zamieszczonych w Tabeli 8 wyznaczyć i wpisać do Tabeli 18 następujące wielkości:
- wartość średnią pomiaru napięcia (Rśr),
- błąd graniczny woltomierza (ΔgR),
Tabela 18. Wyniki obliczeń niepewności pomiaru rezystancji
Lp. |
Rm |
Rm - Rśr |
|
|
Rśr |
kΩ |
|
|
kΩ |
kΩ |
kΩ |
|
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
ΔgR |
kΩ |
|
6. |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
|
|
|
Rśr ± ΔgR |
||
8. |
|
|
|
|
kΩ |
||
9. |
|
|
|
|
|
||
10. |
|
|
|
|
|||
Σ |
|
|
|
|
Przedstawić wykorzystane wzory i przykładowe obliczenia:
Rśr =
ΔgR =
Pomiary parametrów sygnałów
Badanie wpływu rodzaju przewodu łączącego źródło sygnału z przyrządem pomiarowym na wynik pomiaru
Wyjaśnij co jest źródłem napięcia obserwowanego przy dołączeniu do oscyloskopu przewodu A.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Jaki rodzaj przewodów powinien być stosowany w pomiarach i dlaczego?
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
Pomiar częstotliwości
Dokonaj zestawienia w tabeli 19 wyników pomiarów i obliczeń częstotliwości na podstawie danych z tabeli 11.
Oszacuj błąd graniczny ΔT pomiaru okresu oscyloskopem:
dla oscyloskopu TDS TEKTRONIX serii 2xx posłuż się formułą z instrukcji użytkownika przyrządu:
,
gdzie
jest wybranym w pomiarze okresem próbkowania oscyloskopu.
dla oscyloskopu AGILENT DSO serii 3062A posłuż się formułą z instrukcji użytkownika przyrządu:
,
ΔT = ………………………………………………………………………………………………
Oblicz błąd graniczny pomiaru częstotliwości oscyloskopem na podstawie prawa przenoszenia błędów:
dla
:
.
Obliczenia oraz nie zaokrąglony wynik końcowy wpisz do tabeli 19.
Oblicz błąd pomiaru częstotliwości metodą figur Lissajous (jest to metoda porównawcza, której dokładność przy stabilnej figurze jest ustalona błędem generatora wzorcowego:
Obliczenia oraz nie zaokrąglony wynik zapisz w tabeli 19.
Oblicz błąd pomiaru częstotliwości częstościomierzem cyfrowym posługując się następującą formułą (formuła uproszczona przy pominięciu błędów wyzwalania):
.
Przykładowe obliczenia oraz wynik nie zaokrąglony zapisz do tabeli 19.
Dokonaj zaokrąglenia obliczonych błędów dla każdej z metod.
Zapisz wynik końcowy po zaokrągleniu w postaci f ± Δf . Uszereguj poznane metody pomiaru częstotliwości pod względem ich dokładności.
Tabela 19. Porównanie dokładności metod pomiaru częstotliwości.
pomiar częstotliwości oscyloskopem |
metoda figur Lissajous |
częstościomierz cyfrowy |
||||
wyniki pomiarów i obliczeń częstotliwości |
||||||
zmierzony okres: T =
częstotliwość
|
częstotliwość: f = n ⋅ fgwz =
|
Tgate [s] |
||||
|
|
f [Hz] |
0.1 |
1 |
10 |
|
|
|
|
......................................................... |
......................................................... |
......................................................... |
|
obliczenia Δf |
||||||
|
|
Przykładowe dla jednego Tgate |
||||
Δf [Hz] przed zaokrągleniem |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Δf [Hz] po zaokrągleniu |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Wynik końcowy po zaokrągleniu w postaci f ± Δf |
||||||
|
|
|
......................................................... |
......................................................... |
......................................................... |
Pomiary parametrów czasowych przebiegu impulsowego
Zapisać krótkie wnioski na temat przydatności oscyloskopu w pomiarach parametrów sygnałów.
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………...
1
V
+
+
-
-
źródło napięcia stałego
multimetr analogowy
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru analogowego w zakresie pomiaru napięcia.
Wybrać w multimetrze analogowym funkcję pomiaru napięcia oraz największy możliwy podzakres.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 1.
Pod kierunkiem prowadzącego zapoznać się z obsługą multimetru cyfrowego w zakresie pomiaru napięcia
Wybrać w multimetrze cyfrowym funkcję pomiaru napięcia oraz automatycznego doboru podzakresu.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 2.
V
+
-
źródło napięcia stałego
multimetr cyfrowy
Ustawić pokrętła regulacji napięcia zasilacza w pozycji odpowiadającej napięciu minimalnemu a pokrętło precyzyjnej regulacji prądu w prawe skrajne położenie.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 3. Na rezystorze dekadowym ustawić pierwszą wartość rezystancji (Rdek) podaną w Tabeli 5.
A
+
-
źródło napięcia stałego
multimetr cyfrowy
Wybrać w multimetrze cyfrowym funkcję pomiaru rezystancji (dwuprzewodową) oraz automatycznego doboru podzakresu.
Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rys. 4.
Ω
multimetr cyfrowy
Rdek
Tabela 8. Wyniki serii pomiarowej |
|
Lp. |
Rmi |
|
kΩ |
1. |
|
2. |
|
3. |
|
4. |
|
5. |
|
6. |
|
7. |
|
8. |
|
9. |
|
10. |
|
Rdek = ...................
RN = .....................
Formuła na błąd graniczny pomiaru:
............................................................
A
B
Rys. 7. Podstawowe parametry rzeczywistego przebiegu impulsowego.
Uwaga
Wykonując sprawozdanie można dla następujących przyrządów przyjąć:
Dla generatora SFG-2110
Maks. błąd względny nastawy częstotliwości δwz: 4⋅10-5
Dla generatora DF-1410
Maks. błąd względny nastawy częstotliwości δwz: 5⋅10-5
Dla częstościomierza 53131A:
Maks. błąd względny wzorca częstotliwości δwz: 1⋅10-6
Dla częstościomierza U2000A
Maks. błąd względny wzorca częstotliwości δwz: 5⋅10-6