Cel
Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i obsługi oscyloskopu
Wstęp
Oscyloskop jest uniwersalnym przyrządem pomiarowym, stosowanym do obserwacji odkształconych przebiegów elektrycznych i pomiaru ich parametrów używanym w pracach badawczych, naprawach, strojeniu i kalibracji wszelkiego rodzaju urządzeń
elektronicznych. Oscyloskop jest przyrządem stosowanym najczęściej do obserwacji na ekranie
przebiegu napięcia w funkcji czasu. Poza tym stosowany może być do pomiaru napięcia, prądu,
czasu, częstotliwości, kąta przesunięcia fazowego, mocy, wyznaczania charakterystyk diod
i tranzystorów i badania wielu innych elementów. Obecnie produkowany oscyloskopy dzielą się na grupy:
- oscyloskopy analogowe, [postać ciągła]
- oscyloskopy z lampą pamiętającą, [zapamiętuje pojemność sygnału]
- oscyloskopy próbkujące, [do szybkich przebiegów]
- oscyloskopy cyfrowe. [sygnał 0/1 cyfrowy]
a) jednokanałowe
b) dwukanałowe
c) dwustrumieniowe
Ekrany
- ciekłokrystaliczne
- lampowe
Najbardziej rozpowszechnione są oscyloskopy analogowe. W oscyloskopie analogowym obraz przebiegu rysowany jest na ekranie lampy oscyloskopowej w czasie rzeczywistym, tzn. plamka świetlna porusza się na ekranie w takt zmian przebiegu i upływu czasu. Szybkość zmian ograniczona jest jedynie bezwładnością elektronów.
Podstawowe parametry oscyloskopu
- częstotliwość pracy
- czułość napięciowa [mV/dz]
- podstawa czasu [s/dz]
Lampa oscyloskopowa składa się z trzech podstawowych części: wyrzutni elektronowej, systemu odchylającego strumień elektronów i ekranu i ma postać zamkniętej bańki szklanej, z której usunięto powietrze.
BUDOWA LAMPY OSCYLOSKOPOWEJ
Budowa lampy oscyloskopowej (patrz załącznik)
K - katoda,
G – grzejnik katody,
W – siatka, - anody,
X – płytki odchylania poziomego,
Y – płytki odchylania pionowego ekranująca,
E - ekran,
P – powłoka grafitowa,
O – osłona szklana
POMIAR NAPIĘCIA
Oscyloskop stosowany jest do obserwacji kształtu i pomiaru wartości chwilowych napięcia
zmiennego. Przy sprzężeniu stałoprądowym można mierzyć wartości chwilowe łącznie z wartością stałą. Chcąc uzyskać możliwie największą dokładność pomiaru napięcia należy przestrzegać następujących reguł:
- pokrętło płynnej regulacji czułości powinno być ustawione na pozycje CAL. (do oporu zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara), (KALIBROWANA/PŁYNNA (CAL/VAR))
- przełącznikiem czułości odchylania wybrać taką pozycje, aby obraz był możliwie największy; pokrętłem położenia POSITION można przesunąć przebieg do wybranej linii siatki, aby ułatwić odczyt pomiaru,
- obraz należy dobrze zogniskować,
- z pomiaru należy wyeliminować grubość linii, stale odczytując wartość odchylania w kierunku pionowym przy tej samej krawędzi obrazu.
Wartość międzyszczytową napięcia pp U (pik – pik) przebiegu wyznaczyć można ze wzoru:
U pp = d *K
gdzie:
d - wysokość obrazu badanego napięcia w działkach lub w cm
K – aktualna wartość współczynnika odchylania pionowego (wzmocnienia w torze Y)
w V./cm lub V/dz.
Wartość skuteczną U napięcia wyznaczyć można ze wzoru (patrz załącznik)
Pomiar wartości międzyszczytowej i skutecznej napięcia obarczony jest błędem:
gdzie:
∆d - niedokładność odczytu długości odcinka d ( na ogół nie lepsza od 0,5 mm),
dk- niedokładność określenia współczynnika odchylenia pionowego (błąd kalibracji
wzmocnienia toru Y).
POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI PRZEZ POMIAR OKRESU
Pomiar częstotliwości przez pomiar okresu wymaga ustawienia pokrętła płynnej regulacji podstawy czasu w pozycję CAL (obrót pokrętła zgodnie z ruchem wskazówek zegara aż do zaskoku) i wybrania takiej pozycji przełącznika skokowej regulacji podstawy czasu, aby na ekranie wystąpiła jak najmniejsza liczba okresów, jednak nie mniejsza niż jeden okres.
Częstotliwość badanego przebiegu określa się ze wzoru (patrz załącznik)
gdzie:
l – odczytana z ekranu oscyloskopu długość w cm odcinka odpowiadająca okresowi
badanego przebiegu.
C – wartość współczynnika podstawy czasu w μs, ms lub s.
Błąd pomiaru częstotliwości jest równy:
Dane znamionowe obiektów
WNIOSKI
- oscyloskop jest urządzeniem, które umożliwia obserwowanie odkształceń przebiegów elektrycznych i pomiaru ich parametrów
- używamy go w pracach badawczych, naprawach, strojeniu i kalibracji wszelkiego rodzaju urządzeń elektronicznych
- umożliwia on zaobserwowanie na ekranie napięcia, prądu, czasu, częstotliwości, kąta przesunięcia fazowego, mocy
- praca z oscyloskopem jest ciekawym sposobem nauki
- z oscyloskopem należy obchodzić się bardzo delikatnie, gdyż są to wyjątkowo drogie urządzenia
Całość wraz z rysunkami w załączniku
