Cel Ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z możliwościami pomiarowymi

oscyloskopu - przyrządu wykorzystywanego dziś powszechnie przy wszelkiego

rodzaju pomiarach z koniecznością szybkiej wizualizacji zależności po-

między wyróżnionymi wielkościami elektrycznymi i nieelektrycznymi.

Wiadomości Teoretyczne:

Oscyloskop elektroniczny jest przyrządem służącym do obserwacji sygnałów elektrycznych i pomiaru ich parametrów. Podstawowym podzespołem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa, wewnątrz której znajduje się układ elektrod z żarzoną katodą, emitującą i skupiającą elektrony w wiązkę. Elektrony uderzające w ekran lampy pokryty materiałem luminescencyjnym , powodują powstanie punktu świetlnego. Między zespołem elektrod i ekranem lampy znajdują się dwie pary wzajemnie prostopadłych płytek odchylających X , Y, które uczestniczą w powstaniu obrazu przebiegu badanego sygnału. W większości zastosowań oscyloskop służy do obserwacji kształtu przebiegu

badanego napięcia doprowadzonego do płytek odchylenia pionowego Y. Obraz tego przebiegu uzyskuje się przez doprowadzenie do płytek odchyleni

poziomego X napięcia piłokształtnego z generatora podstawy czasu. Napięcie to

narasta proporcjonalnie do czasu roboczego, dzięki czemu plamka przesuwa się ruchem jednostajnym od lewej do prawej strony ekranu. Prędkość ruchu plamki zależy od prędkości narastania napięci liniowego.

Schemat blokowy oscyloskopu:

Przebieg ćwiczenia:

Po przypomnieniu zasady działania oscyloskopowej oglądamy i zapoznajemy się z jego obsługą ,a w szczególności ze sposobem regulacji osi , ostrości strumienia elektronów , napięcia odchylającego , stopnia wzmocnienia badanego napięcia oraz z przyłączaniem badanych napięć.

1. Wyznaczenie czułości oscyloskopu przy stałej wartości napięcia.

Wykonać należy przynajmniej 4 pomiary napięć dla 3 różnych wartości podziałki oscyloskopu , porównując je z wartościami uzyskanymi na woltomierzu.

Tabela pomiarowa:

Lp		Ly			U		Sur	Cu	C
-	dz	C	V	dz	c	V	dz/V	V/dz	V/dz
1	1,1	1	1,1	6	6\30	1,2	0,92	1,09	1
2	1,7	1	1,7	9	0,2	1,8	0,94	1,06	1
3	2,2	1	2,2	12	0,2	2,4	0,92	1,09	1
4	2,8	1	2,8	15	0,2	3	0,93	1,07	1
1	0,95	5	4,75	10	15\30	5	0,95	1,05	5
2	1,4	5	7	15	0,5	7,5	0,93	1,07	5
3	1,9	5	9,5	20	0,5	10	0,95	1,05	5
4	2,35	5	11,75	25	0,5	12,5	0,94	1,06	5
1	0,95	10	9,5	10	30\30	10	0,95	1,05	10
2	1,4	10	14	15	1	15	0,93	1,07	10
3	1,9	10	19	20	1	20	0,95	1,05	10
4	* 2,3	10	23	25	1	25	0,92	1,09	10

Przykłady obliczeń:

• Ly = dz * C = 2, 3 * 10 = 23

U = dz * C = 25 * 1 = 25

Sur = Ly/U = 23 / 25 = 0,92

Cu = 1/Sur = 1 / 0,92 = 1,09

2. Wyznaczenie czułości oscyloskopu dla napięcia przemiennego.

W drugiej części pomiarów powtarzamy poprzednie czynności , jednakże jednostką mierzoną jest napięcie przemienne pochodzące z autotransformatora . W tej części dodatkowym zabezpieczeniem sieci w przypadku przepięcia jest transformator separujący .

Tabela pomiarowa:

Lp		Ly			U		Umax	Sur	Cu	C
-	dz	C	V	dz	c	V	V	V	V/dz	V/dz
1	0,7	10	7	5	15\30	2,5	7,07	0,99	1,01	10
2	1,4	10	14	10	0,5	5	14,14	0,99	1,01	10
3	2	10	20	15	0,5	7,5	21,21	0,94	1,06	10
4	2,6	10	26	20	0,5	10	28,28	0,92	1,09	10
1	0,85	20	17	5	30\30	5	14,14	1,20	0,83	20
2	1,4	20	28	10	1	10	28,28	0,99	1,01	20
3	2	20	40	15	1	15	42,43	0,94	1,06	20
4	2,6	20	52	20	1	20	56,57	0,92	1,09	20
1	1	30	30	5	60\30	10	28,28	1,06	0,94	30
2	1,9	30	57	10	2	20	56,57	1,01	0,99	30
3	2,55	30	76,5	15	2	30	84,85	0,90	1,11	30
4	*3,5	30	105	20	2	40	113,14	0,93	1,08	30

Przykłady obliczeń:

Ly = dz * C = 3,5 * 30 = 105

U = dz * C = 20 * 2 = 40

Umax = 2 * 2 ^0,5 * U = 2 * 2 ^0,5 _­ * 40 = 113,14

Sur = Ly \ Umax = 105 \ 113,14 = 0,93

• Cu = 1 \ Sur = 1 \ 0,93 = 1,08

3. Wyznaczenie charakterystyki prądowo - napięciowej diody Zenera za pomocą oscyloskopu.

Otrzymany obraz charakterystyki ( prądowo-napięciowej ) powinien określić wartość napięcia diody Zenera.

Niestety niezdołaliśmy przeprowadzić tej części ćwiczenia z powodu braku czasu. Dlatego też wykres powyższy jest jedynie wykresem teoretycznym.

Schemat pomiarowy:

Wykaz aparatury:

• Oscyloskop Hm 207

Transformator separujacy TE - III - 10\L - 4 (52)726

Zasilacz prądu stałego regulowanego 15 V

Dwa rezystory dekadowe DR5b-16 oraz DR6-16

Woltomierz elektromagnetyczny o klasie 0,5 i zakresach 4, 00, 30 V

Miernik uniwersalny

Transformator regulowany 250 V prądu przemiennego

• Wnioski

Oscyloskop jest niezastąpionym urządzeniem służącym do wizualizacji przebiegów sinusoidalnych , jednak jako urządzenie pomiarowe określonych wielkości ( napięcia , prądu ) jest obarczone zbyt dużym błędem.

Błąd ten wynika z niemożliwości dokonania z podziałki na ekranie dokładnego odczytu mierzonej wielkości , a także ze zbyt małych zakresów pomiarowych.

Błąd ten w tym przypadku wynosi od 17% dla V=5 V do 9 % przy napięciach rzędu 20 V, a więc wraz ze wzrostem napięcia błąd ten maleje.

W przypadku napięć sinusoidalnych sprawa ta jeszcze bardziej się komplikuje ponieważ na wyświetlaczu widnieje cały przebieg napięcia włącznie z jego ujemną połówką , a więc jest większy niemal dwukrotnie od tego napięcia które wskazuje woltomierz.

Dlatego oscyloskop jest niezastąpionym „miernikiem” wszystkich amplitud .

Podczas badania diody Zenera należy zwrócić szczególną uwagę na nie przekroczenie napięcia dopuszczalnego , czego nam się nie udało.

Utrudnieniem był też trochę mały rozmiar elementu przez co było trudne jego zamontowanie w układzie pomiarowym, jednak nie usprawiedliwia to brak tej części ćwiczenia.

Pracownia Elektryczna i Elektroniczna.

Badanie podstawowych parametrów pracy oscyloskopu i jego skalowanie

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

- 9 -

Zespół Szkół Elektrycznych nr 1 w Poznaniu			PRACOWNIA ELEKTRYCZNA I ELEKTRONICZNA
Imię i nazwisko:			Temat: Badanie podstawowych parametrów pracy oscyloskopu i jego skalowanie				Numer Ćwiczenia: 3
Rok szkolny: 2001/2002	kl. III5	Grupa: 3	Data wykonania ćwiczenia: 4.10.2001	Data oddania ćwiczenia: 18.10.2001	Ocena:	Podpis:	Numer w dzienniku: 4

---