cw051.pdf

Ćwiczenie 51

E. Popko

POMIARY OSCYLOSKOPOWE

Cel ćwiczenia: wykonanie

pomiarów

wielkości

elektrycznych

charakteryzują-cych przebiegi przemienne.

Zagadnienia: prąd przemienny, składanie drgań, pomiar amplitudy, fazy

i częstotliwości.

51.1. Zasada działania oscyloskopu

Oscyloskop elektroniczny umożliwia wizualną obserwację przebiegów

elektrycznych oraz pomiar prawie wszystkich podstawowych wielkości

elektrycznych. Na rysunku 51.1 przedstawiono schemat blokowy oscyloskopu

elektronicznego.

Rys. 51.1. Schemat blokowy oscyloskopu elektronicznego

Głównymi jednostkami funkcjonalnymi oscyloskopu są: lampa oscyloskopowa

wraz z zasilaczem wysokiego napięcia, wzmacniacze torów X i Y oraz

synchronizowany generator podstawy czasu niezbędny do obserwacji

przebiegów w funkcji czasu. Zasada działania lampy oscyloskopowej została

przedstawiona w opisie do ćwiczenia 50. W każdym oscyloskopie znajdują się

pokrętła regulacji ostrości (zmiana dodatniego potencjału pierwszej anody

lampy oscyloskopowej , tzw. elektrody ogniskującej) oraz jasności (zmiana

ujemnego potencjału siatki lampy oscyloskopowej, tzw. cylindra Wehnelta).

Badane napięcie elektryczne podłącza się do płytek odchylania pionowego

Y . Wzmacniacz napięciowy Y wzmacnia to napięcie tak aby możliwa była jego

obserwacja. Wybór wzmocnienia umożliwia pokrętło WZM Y regulacji

współczynnika wzmocnienia, , który jest równy odwrotności czułości

odchylania Y . Mierząc odległość h w kierunku osi Y między dwoma punktami

badanego przebiegu, możemy obliczyć odpowiadającą mu wartość napięcia

zgodnie ze wzorem

w y

(51.1)

Aby umożliwić obserwację

badanego przebiegu elektrycz-

nego w funkcji czasu do

płytek X podłącza się napięcie

z generatora podstawy czasu

(klucz K na rys. 51.1 w poło-

żeniu I ). Napięcie to ma

przebieg piłokształtny, jak

przedstawiono na rysunku

51.2. Podczas wzrostu

napięcia plamka na ekranie

oscyloskopu wędruje z lewa na prawo , zapewniając tym samym oś czasową

dla przebiegu podłączonego do płytek Y .

Rys. 51.2. Przebieg piłokształtnego napięcia

z generatora podstawy czasu

= ⋅

Oscyloskopwyposażony jest w pokrętło regulacji skokowej częstotliwości

generatora podstawy czasu. Pozwala ono na dostosowanie czasu przesuwu

plamki na ekranie do okresu badanego przebiegu elektrycznego. To pokrętło

jest wycechowane w jednostkach skali czasu w czyli w s/cm. Mierząc w cm

odległość l między dwoma punktami na osi x badanego przebiegu, możemy jej

przyporządkować czas zgodnie z relacją

=⋅ .

(51.2)

Rys. 51.3. Oscylogram przebiegu

sinusoidalnie zmiennego

Na rysunku 51.3 przedstawio-no przykładowy oscylogram prze-biegu

przemien-nego i obliczone na podstawie wzorów (51.1) i (51.2): amplitudę

i okres obserwo-wanego przebiegu.

W celu otrzymania stabilnego obrazu konieczna jest synchronizacja

napięcia otrzymywanego z generatora podstawy czasu z napięciem badanym

(patrz schemat blokowy – rys. 51.1). W oscyloskopie znajdują się odpowiednie

przyciski zapewniające możliwość wyboru źródła synchronizacji oraz pokrętło

regulacji ciągłej synchronizacji (poziom wyzwalania).

Ponadtokażdy oscyloskop jest wyposażony w pokrętła regulacji położenia

początkowego plamki na ekranie (zmiana stałego potencjału początkowego

płytek Y i X ). Zakres częstotliwości generatora podstawy czasu stanowi o

pasmie częstotliwości oscyloskopu.

twl

Należy pamiętać, że pokrętła współczynników wzmocnienia WZM Y

i WZM X oraz pokrętło regulacji częstotliwości generatora podstawy czasu

zostały wycechowane w pozycji Kalibracja .

51.2. Układy pomiarowe

51.2.1. Pomiar napięcia przy pomocy oscyloskopu

Uwaga! Podczas tych pomiarów generator podstawy czasu jest włączony.

Na rysunku51.4 przed-stawiono schemat układu pomiarowego do

obserwacji napięcia na wyjściu uzwo-jenia wtórnego transforma-tora

sieciowego. W celu dokonania pomiaru tego napięcia należy podłączyć

wyjście uzwojenia wtórnego przesuwnika fazowego na WE Y oscyloskopu

zgodnie ze schematem przedsta-wionym na rysunku 51.4.

Rys. 51.4. Schemat układu do pomiaru

napięcia na wyjściu transformatora

sieciowego

Na rysunku 51.5 przedstawiono schemat układu pomiarowego

pomiarowego do obserwacji napięć na wyjściu układów prostowania jedno-

(klucz L otwarty) i dwupołówkowego (klucz L zamknięty). W celu dokonania

pomiaru tego napięcia należy podłączyć wyjście układu prostownika z WE Y

oscyloskopu zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 51.5. Na

rysunku 51.6 przedstawiono przykładowe oscylogramy napięć dla układu

pomiarowego przedstawionego na rys. 51.5. Zaznaczono również napięcia

tętnień.

Rys. 51.5. Schemat układu do pomiaru napięć na wyjściu prostownika jednopołówkowego

i dwupołówkowego

Rys. 51.6. Przykładowe oscylogramy przebiegów otrzymanych w wyniku prostowania:

a) jednopołówkowego b) dwupołówkowego

Napięcia tętnień w przypadku: a)prostowania jednopołówkowego b)prostawania

dwupołówkowego

Na rysunku51.7 przedsta-wiono schemat układu pomia-rowego do

obserwacji napięć na wyjściu generatora funkcyj-nego. W celu dokonania

pomiaru tego napięcia należy połączyć wyjście generatora z WE Y oscyloskopu

zgodnie ze schematem przedstawio-nym na rysunku 51.7.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: