OSCYLOSKOP ZASADY DZIALANIA I RODZAJE (wiadomości ogólne)

1. Cel

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i obsługi oscyloskopu

2.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: 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:

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:

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