ćw 1.pdf

(302 KB) Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
Grupa/Zespół
Data
Politechnika Rzeszowska
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
Metrologia – laboratorium
1…………….....................
2.........................................
Ocena
Nr ćwiczenia
Zastosowania pomiarowe oscyloskopu
Measurement applications of oscilloscope
3.........................................
1
4.........................................
I. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania, obsługi i podstawowych zastosowań pomiarowych
elektronicznego oscyloskopu analogowego.
II.
Zagadnienia:
1.
Budowa, zasada działania i obsługa oscyloskopu analogowego.
2.
Zasada pomiaru parametrów napięciowych i czasowych przebiegu okresowego.
Wykaz używanych przyrządów i ich podstawowe parametry metrologiczne (typ, zakresy, dokładność):
Przyrządy pomiarowe:
Przyrządy dodatkowe:
Przed rozpoczęciem pomiarów oscyloskopem należy:
1. Włączyć przyrządy kilkanaście-kilkadziesiąt minut wcześniej, w celu ustabilizowania się ich
termicznych warunków pracy.
2. Nastawić odpowiednie parametry linii na oscyloskopie: pokrętłami regulacji jaskrawości
( INTENSITY ) i ostrości linii ( FOCUS ) regulować tak, aby linia była cienka i dobrze zogniskowana.
3. Ustawić pokrętła ( VAR iable) płynnej regulacji czułości kanałów Y oraz płynnej regulacji podstawy
czasu w pozycji „kalibrowany” ( CAL ibrated).
4. Ustawić przycisk ekspansji podstawy czasu ( MAG nitude) w położeniu „×1”.
Podczas pomiarów:
1. Ustawić obraz tak, aby mierzone parametry sygnału zajmowały jak największą część ekranu.
2. Jeżeli obraz na ekranie nie jest stabilny, wykorzystać pokrętło poziomu wyzwalania ( LEVEL ).
3. Po dokonaniu odczytu odłączamy przewody pomiarowe, ale nie wyłączamy przyrządów.
III. Program ćwiczenia:
1. Pomiar parametrów napięcia sinusoidalnego z generatora funkcyjnego.
Do wejścia oscyloskopu podłączyć przewód ekranowany BNC/BNC. Dołączyć generator
funkcyjny, ustawić na generatorze sygnał sinusoidalny z dodatnią składową stałą. Przebieg czasowy
napięcia generatora opisuje zależność:
()
)
(
u
t
=
U
+
U
sin
2
⋅
π
⋅
f
⋅
t
.
DC
peak
Wyznaczyć parametry sygnału. Zwrócić uwagę na dużą wartość względnego maksymalnego
dopuszczalnego błędu pomiaru
po δ . Obliczyć wartość błędu bezwzględnego
∆
i względnego
δ
f
zm
zm
pomiaru częstotliwości za pomocą oscyloskopu.
870731928.019.png 870731928.020.png 870731928.021.png 870731928.022.png 870731928.001.png 870731928.002.png 870731928.003.png 870731928.004.png 870731928.005.png 870731928.006.png 870731928.007.png 870731928.008.png 870731928.009.png 870731928.010.png
 
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
Metrologia – laboratorium. EN-DI-1, r. ak. 2011/12
1.1
Zasada pomiaru napięcia i okresu dowolnego przebiegu periodycznego:
Rys. 1. Zasada pomiaru parametrów amplitudowych i czasowych sygnału periodycznego
1.2.
Wyniki pomiarów i obliczeń:
OŚ Y (pionowa) – oś napięcia
Długość odcinka proporcjonalnego do
U
:
l
=
y
p
-
p
Nastawiony współczynnik odchylania pionowego:
C
=
y
Wartość międzyszczytowa napięcia:
U
=
l
C
=
p
-
p
y
y
1 U
Wartość maksymalna (amplituda) napięcia:
U
=
=
peak
p
-
p
2
U
peak
Wartość skuteczna napięcia sinusoidalnego :
U
=
≈
0
,
7
⋅
U
=
RMS
peak
2
Długość odcinka proporcjonalnego do składowej stałej U DC :
l
=
y
Nastawiony współczynnik odchylania pionowego:
C
=
y
Wartość składowej stałej napięcia :
U
=
l
C
=
DC
y
y
RMS
DC
Całkowita wartość skuteczna sygnału :
U
=
U
+
U
=
Parametr opisujący dokładność pomiaru napięcia:
δ
=
pom
ćw. 1 / str. 2
870731928.011.png 870731928.012.png 870731928.013.png 870731928.014.png
 
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
Metrologia – laboratorium. EN-DI-1, r. ak. 2011/12
OŚ X (pozioma) – oś czasu
Długość odcinka proporcjonalnego do okresu:
l
=
x
Nastawiona podstawa czasu:
C
=
t
Wartość okresu napięcia sinusoidalnego:
T
=
l
x C
=
t
1
Wartość obliczonej częstotliwości napięcia :
f
= T
=
zm
Wartość błędu bezwzględnego pomiaru:
∆
=
f
−
f
=
f
zm
rz
zm
∆
f
Wartość błędu względnego pomiaru:
δ
=
zm
⋅
100
%
=
f
zm
f
rz
2. Pomiar parametrów napięcia zakłóceń sieciowych indukowanych w przewodzie pomiarowym.
Do wejścia oscyloskopu dołączyć przewód ekranowany koncentryczny (COAX) zakończony
przejściówką BNC/bananki. Dotykając palcem raz jednej raz drugiej końcówki, zidentyfikować przewód
sygnałowy (tzw. „gorący”) oraz przewód masy. Umieścić przejściówkę w pobliżu przewodu zasilającego
230 V (nie podłączać do gniazdka). Wyznaczyć amplitudę U peak oraz częstotliwość f zakłóceń
indukowanych w nieekranowanej części przewodu. Przełącznik źródła wyzwalania ustawić na LINE .
Jeżeli nie można zsynchronizować obrazu na ekranie należy sprawdzić, czy poziom wyzwalania jest
ustawiony prawidłowo (pokrętło LEVEL ).
2.1.
Wyniki pomiarów i obliczeń:
Rys. 2. Przebieg napięcia otrzymany na oscyloskopie
Długość odcinka proporcjonalnego do
U
:
l
=
y
p
-
p
Wartość nastawionego współczynnika odchylania:
C
=
y
Wartość międzyszczytowa napięcia:
U
=
l
C
=
p
-
p
y
y
1 U
Wartość amplitudy napięcia zakłócającego :
U
=
=
peak
p
-
p
2
ćw. 1 / str. 3
870731928.015.png 870731928.016.png
 
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
Metrologia – laboratorium. EN-DI-1, r. ak. 2011/12
Długość odcinka proporcjonalnego do okresu:
l
=
x
Nastawiona podstawa czasu:
C
=
t
Wartość okresu napięcia zakłócającego:
T
=
l
x C
=
t
1
Wartość częstotliwości napięcia :
f
= T
=
3. Praca różnicowa oscyloskopu.
Zaobserwować sposób podłączenia i warunki pomiaru napięcia, za pomocą oscyloskopu
pracującego w trybie różnicowym. Wartość chwilowa napięcia wyjściowego na przekątnej mostka
opisana jest następująco:
() ( )
( )
)
(
−=
Należy zrealizować różnicę napięć ( ADD , INV ) przy jednakowym wzmocnieniu obu kanałów
V/DIV . W celu prawidłowej obserwacji zależności czasowych pomiędzy przebiegami, zastosować
wyzwalanie zewnętrzne ( EXT TRIG ).
u
t
u
t
u
t
⇒
U
+
−
U
wy
1
2
CH
1
CH2
Rys. 3. Praca różnicowa oscyloskopu
IV.
Podsumowanie pomiarów, wnioski i spostrzeżenia:
Uzasadnić stwierdzenie : oscyloskop analogowy nie jest przyrządem dokładnym – zasadniczo służy do
obserwacji kształtu przebiegów a nie do dokładnych pomiarów napięcia lub czasu.
Literatura:
1.
Chwaleba A.: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 2010.
2.
Dyszyński J.: Metrologia elektryczna i elektroniczna - laboratorium cz. I. Rzeszów: OWPRz, 1997.
3.
Marcyniuk A.: Podstawy metrologii elektrycznej, Warszawa: WNT, 1984.
4.
Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne, Warszawa: WSiP, 1997.
5.
Sydenham P.H.: Podręcznik metrologii. Warszawa: WKiŁ, 1990.
6.
Rydzewski J.: Pomiary oscyloskopowe, Warszawa: WNT, 1995.
ćw. 1 / str. 4
870731928.017.png 870731928.018.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin