ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ 1 ε ΒΑΙΚΔ ΜΔΣΡΗΔΙ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΜΔΓΔΘΩΝ ΜΔ ΥΡΗΗ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΤ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ 1 ε ΒΑΙΚΔ ΜΔΣΡΗΔΙ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΜΔΓΔΘΩΝ ΜΔ ΥΡΗΗ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΤ"

Σεμέλη Τοκατλίδης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΣΔΙ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΣΟΜΔΑ ΗΛΔΚΣΡΟΣΔΥΝΙΑ & ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΜΔΣΡΗΔΩΝ ΔΡΓΑΣΗΡΙΟ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΚΤΚΛΩΜΑΣΩΝ ΙΙ ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ 1 ε ΒΑΙΚΔ ΜΔΣΡΗΔΙ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΜΔΓΔΘΩΝ ΜΔ ΥΡΗΗ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΤ Κνπκπί Menu ON- OFF Κνπκπί ON - OFF Παικνγξάθνο Γείσζε 1-1

2 1. ΑΝΣΙΚΔΙΜΔΝΟ θνπόο ηεο εξγαζηεξηαθήο άζθεζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ παικνγξάθνπ θαη ε πξαγκαηνπνίεζε βαζηθώλ κεηξήζεσλ ειεθηξηθώλ κεγεζώλ ζε θπθιώκαηα ελαιιαζζόκελνπ ξεύκαηνο. 2. ΘΔΩΡΙΑ Ο παικνγξάθνο είλαη έλα όξγαλν πνπ παξέρεη νπηηθή απεηθόληζε θπκαηνκνξθώλ θαη κπνξεί λα κεηξήζεη ηάζεηο. Ο παικνγξάθνο απνηειείηαη από ηα εμήο κέξε : Καζνδηθόο σιήλαο. Κάζνδνο. Δπίπεδε θζνξίδνπζα νζόλε. Νήκα ηεο θαζόδνπ. Άλνδνο. Μεηαιιηθό Πιέγκα. Βνεζεηηθή Άλνδνο. Οξηδόληηα Πιαθίδηα. Καηαθόξπθα Πιαθίδηα. Σα ειεθηξόληα εθπέκπνληαη από ηελ θάζνδν (Κ) θαη δηέξρνληαη δηακέζνπ ελόο θπιηλδξηθνύ ειεθηξνδίνπ (G) ην νπνίν είλαη θαηαζθεπαζκέλν από ληθέιην θαη έρεη κία κηθξή θπιηλδξηθή νπή θαηά ηε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα ηνπ θαζνδηθνύ ζσιήλα. Σν αξλεηηθό σο πξνο ηελ θάζνδν δπλακηθό ηνπ ειεθηξνδίνπ απηνύ θαζνξίδεη ηελ έληαζε ηεο δέζκεο ησλ ειεθηξνλίσλ, δειαδή ηελ θσηεηλόηεηα ηεο θειίδαο ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ. Ζ θειίδα απηή δελ πξέπεη λα είλαη πνιύ θσηεηλή δηόηη ζε ηέηνηα πεξίπησζε πξνθαιείηαη κόληκε βιάβε ζηελ θζνξίδνπζα νπζία πνπ ππάξρεη ζηελ νζόλε. Λόγνπ ηνπ όηη κεηαμύ ησλ ειεθηξνλίσλ ηεο δέζκεο αλαπηύζζνληαη απσζηηθέο δπλάκεηο, ε δέζκε εζηηάδεηαη κε ηελ βνήζεηα ειεθηξνζηαηηθώλ θαθώλ, δειαδή ειεθηξνζηαηηθώλ πεδίσλ θαηάιιειεο κνξθήο. Σν ζύζηεκα ησλ ειεθηξνδίσλ πνπ παξάγεη, επηηαρύλεη θαη εζηηάδεη ηα ειεθηξόληα ηεο δέζκεο νλνκάδεηαη ειεθηξνληθό ηειεβόιν. Σα παξαγόκελα ειεθηξόληα πθίζηαληαη ηελ επίδξαζε δύν δεπγώλ πιαθηδίσλ (είλαη ηνπνζεηεκέλα ζηνλ παικνγξάθν κεηά ην ειεθηξνληθό ηειεβόιν) κε απνηέιεζκα ηελ νξηδόληηα θαη θαηαθόξπθε απόθιηζε ηεο δέζκεο. Δπηπιένλ, ππάξρεη έλα ειεθηξόδην ην νπνίν επηηαρύλεη επί πιένλ ηα ειεθηξόληα κεηά ηελ απόθιηζε (βνεζεηηθή άλνδνο). Δάλ ζηα θαηαθόξπθα ή νξηδόληηα πιαθίδηα εθαξκνζηεί ελαιιαζζόκελε ηάζε, ε θσηεηλή θειίδα ζα πεγαηλνέξρεηαη δεμηά-αξηζηεξά ή πάλσ-θάησ αληίζηνηρα, αθνινπζώληαο 1-2

3 πηζηά ηηο απμνκεηώζεηο ηεο ηάζεο. Γηα ζπρλόηεηεο κεγαιύηεξεο από 10Ζz δελ γίλνληαη νπηηθά αληηιεπηέο νη κεηαβνιέο απηέο, νπόηε ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ θαίλεηαη κηα ζπλερή γξακκή. ε έλα από ηα δπν δεύγε πιαθηδίσλ εθαξκόδεηαη ην ππό κέηξεζε ζήκα θαη ζην άιιν έλα πξηνλσηό ζήκα γηα λα επηηεπρζεί ε ρξνληθή απεηθόληζε ηνπ ζήκαηνο. Ζ ζύλζεζε κηαο πξηνλσηήο ηάζεο θαη κηαο άιιεο, ίδηαο ζπρλόηεηαο θαη θάζεηεο πξνο απηή, νπνηαζδήπνηε κνξθήο ηαιαληώζεσο, δίλεη ζπληζηακέλε ηαιάλησζε όκνηα κε ηελ θάζεηε πξνο ηελ πξηνλσηή. Όηαλ ε πεξίνδνο ηεο πξηνλσηήο ηάζεο είλαη αθέξαην πνιιαπιάζην ηεο πεξηόδνπ ηεο πξνο κέηξεζε ηάζεο, ε θπκαηνκνξθή ηεο θαίλεηαη ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ αθίλεηε. 3. ΠΔΙΡΑΜΑΣΙΚΗ ΓΙΑΓΙΚΑΙΑ Υξεζηκνπνηνύκελα όξγαλα ηελ εξγαζηεξηαθή απηή άζθεζε ρξεζηκνπνηείηαη ν αθόινπζνο εξγαζηεξηαθόο εμνπιηζκόο : Παικνγξάθνο Agilent DSO3062A Γελλήηξηα παξαγσγήο ελαιιαζζόκελεο ηάζεο Probes Αγσγνί ζπλδέζεσλ Πνιύκεηξν 3.1 Άλνηγκα Παικνγξάθνπ (ζρήκα 1) 1. πλδέζηε ην θαιώδην ηξνθνδνζίαο ηνπ παικνγξάθνπ ζε κηα πξίδα 220V. 2. Παηήζηε ην θνπκπί ON OFF (ζρήκα 1). 3. Πεξηκέλεηε κέρξη λα νινθιεξσζεί ν απαξαίηεηνο απηόκαηνο έιεγρνο (test) ηεο ζσζηήο ιεηηνπξγίαο ηνπ παικνγξάθνπ. Μεηά ηελ επηηπρή νινθιήξσζε ησλ ειέγρσλ, ν παικνγξάθνο είλαη έηνηκνο γηα ρξήζε. 4. ε πεξίπησζε πνπ έρεηε δεκηνπξγήζεη αξρεία κε ξπζκίζεηο - παξακέηξνπο εθθίλεζεο (Setups), κπνξείηε λα ηα ρξεζηκνπνηήζεηε, πηέδνληαο ην πιήθηξν Save/Recall (ζρήκα 1). 1-3

4 5. Ο παικνγξάθνο ιεηηνπξγεί κε ηηο αξρηθέο εξγνζηαζηαθέο ξπζκίζεηο, επηιέγνληαο ην πιήθηξν Default Setup (ζρήκα 1). Κνπκπί Auto- Scale Κνπκπί Save/Recall Καλάιη 1 Καλάιη 2 ρήκα 1. Παικνγξάθνο (Agilent DSO3062A) 1-4

5 3.2 Δηζαγσγή Κπκαηνκνξθήο 6. Υξεζηκνπνηώληαο ην Probe ηνπ παικνγξάθνπ (ζρήκα 2), ζπλδέζηε ζε έλα θαλάιη ελαιιαζζόκελε ηάζε V p-p =2,5Volt / f=1khz ε νπνία παξάγεηαη από κία γελλήηξηα ελαιιαζζνκέλνπ ξεύκαηνο. Δπηπιένλ ζπλδέζηε απεπζείαο ηελ γείσζε ηνπ Probe ηνπ παικνγξάθνπ κε ηε γείσζε ηεο γελλήηξηαο. Αμίδεη λα ζεκεησζεί όηη νη γεηώζεηο όισλ ησλ ρξεζηκνπνηνύκελσλ νξγάλσλ, κεηξεηηθώλ δηαηάμεσλ θαη ειεθηξηθώλ θπθισκάησλ πξέπεη λα είλαη κεηαμύ ηνπο βξαρπθπθισκέλεο (κία θνηλή γείσζε). ρήκα 2. Probe 7. Παηήζηε ην θνπκπί Auto-Scale, έηζη ώζηε ν παικνγξάθνο λα παξέρεη ηε δπλαηόηεηα ηεο απηόκαηεο πξνζαξκνγήο ησλ επηινγέσλ Time/Division θαη Volt/Division, γηα ηελ θαιύηεξε δπλαηή απεηθόληζε ηεο θπκαηνκνξθήο (ζρήκα 1), ζηελ νζόλε ηνπ. Αμίδεη λα ζεκεησζεί όηη ε δηαδηθαζία Auto-Scale πξνϋπνζέηεη θπκαηνκνξθή κε ζπρλόηεηα κεγαιύηεξε ησλ 50 Ζz. 8. ηελ πεξηνρή ησλ ρακειώλ ζπρλνηήησλ, εάλ ε απεηθόληζε ηεο θπκαηνκνξθήο ζηνλ παικνγξάθν δελ είλαη ζσζηή, ρξεζηκνπνηώληαο ηνλ επηινγέα δηόξζσζεο ρακειώλ ζπρλνηήησλ, κεηαθηλείζηε ηνλ επηινγέα δηόξζσζεο, κέρξη λα επηηύρεηε ην επηζπκεηό απνηέιεζκα ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα

6 ρήκα 3. Δπηινγέαο δηόξζσζεο ρακειώλ ζπρλνηήησλ σζηή απεηθόληζε Λάζνο απεηθόληζε 9. ηελ πεξηνρή ησλ πςειώλ ζπρλνηήησλ εάλ ε απεηθόληζε ηεο θπκαηνκνξθήο ζηνλ παικνγξάθν δελ είλαη ζσζηή, ρξεζηκνπνηώληαο ηνλ επηινγέα δηόξζσζεο πςειώλ ζπρλνηήησλ, κεηαθηλείζηε ηνλ επηινγέα δηόξζσζεο, κέρξη λα επηηύρεηε ην επηζπκεηό απνηέιεζκα ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα

Όηαλ είλαη θόθθηλν, ηόηε ε δηαδηθαζία έρεη ζηακαηήζεη θαη ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ εκθαλίδεηαη ε θπκαηνκνξθή ζε παύζε. Κνπκπί Run/Stop ρήκα 5. Κνπκπί Run/Stop 11.

7 ρήκα 4. Δπηινγείο δηόξζσζεο πςειώλ ζπρλνηήησλ 10. Παηήζηε ην θνπκπί Run/Stop (ζρήκα 1 & ζρήκα 5) έηζη ώζηε λα γίλεη εηζαγσγή ησλ δεδνκέλσλ. Όηαλ ην θνπκπί Run/Stop είλαη πξάζηλν, ν παικνγξάθνο είλαη ζηε δηαδηθαζία αλάγλσζεο δεδνκέλσλ από ην θαλάιη. Όηαλ είλαη θόθθηλν, ηόηε ε δηαδηθαζία έρεη ζηακαηήζεη θαη ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ εκθαλίδεηαη ε θπκαηνκνξθή ζε παύζε. Κνπκπί Run/Stop ρήκα 5. Κνπκπί Run/Stop 11. Δπηιέμεηε ζηνλ παικνγξάθν ηελ Οξηδόληηα δηακόξθσζε (Time/Division). Ζ νξηδόληηα δηακόξθσζε επηηπγράλεηαη κε ηε ρξήζε ησλ ρεηξηζηεξίσλ ζηελ πεξηνρή Horizontal (ζρήκα 6). Με ην ρεηξηζηήξην Αιιαγή Time / Division (Υξόλνο / Πεξηνρή), επηηπγράλεηαη αιιαγή ηνπ δηαζηήκαηνο ηνπ ρξόλνπ πνπ αληηζηνηρεί ζε θάζε έλα θνπηάθη ηνπ νξηδόληηνπ άμνλα. Ζ επηιεγκέλε ηηκή εκθαλίδεηαη ζην θάησ κέξνο ηεο νζόλεο ηνπ παικνγξάθνπ. 1-7

8 Αιιαγή Time/Division Μεηαθίλεζε Αξηζηεξά - Γεμηά ρήκα 6. Οξηδόληηα δηακόξθσζε 12. Με ην ρεηξηζηήξην Μεηαθίλεζε Αξηζηεξά Γεμηά, κεηαθηλήζηε ηελ εκθαληδόκελε θπκαηνκνξθή, ζηνλ νξηδόληην άμνλα, πξνθεηκέλνπ λα πξαγκαηνπνηήζεηε ζσζηή κέηξεζε ζηνλ άμνλα ηνπ ρξόλνπ (ζρήκα 6). 13. Δπηιέμεηε ηελ Κάζεηε δηακόξθσζε (Volt/Division). Ζ θάζεηε δηακόξθσζε επηηπγράλεηαη κε ηε ρξήζε ησλ ρεηξηζηεξίσλ ζηελ πεξηνρή Vertical. Με ην ρεηξηζηήξην Αιιαγή Volt/Division (Σάζε / Πεξηνρή), αιιάδεηε ην δηάζηεκα ηεο ηάζεο πνπ αληηζηνηρεί ζε θάζε έλα θνπηάθη ηνπ θαηαθόξπθνπ άμνλα. Ζ επηιεγκέλε ηηκή εκθαλίδεηαη ζην θάησ κέξνο ηεο νζόλεο ηνπ παικνγξάθνπ (ζρήκα 7). 14. Με ην ρεηξηζηήξην Μεηαθίλεζε Πάλσ Κάησ, κεηαθηλήζηε ηελ εκθαληδόκελε θπκαηνκνξθή, ζηνλ θάζεην άμνλα, πξνθεηκέλνπ λα πξαγκαηνπνηήζεηε ζσζηή κέηξεζε ζηνλ άμνλα ηεο ηάζεο (ζρήκα 7). 15. Δπηιέμεηε ην θαλάιη πνπ ζέιεηε λα παξαηεξήζεηε ζηελ νζόλε ηνπ παικνγξάθνπ, παηώληαο ην αληίζηνηρν θνπκπί 1 ή 2 (ζρήκα 7). 16. Παηήζηε ην θνπκπί Menu ON-OFF θαη ζηε ζπλέρεηα ην θνπκπί δεμηά από ηελ έλδεημε Coupling (ζρήκα 1). Οη επηινγέο αιιάδνπλ αλάκεζα ζε DC (εκθαλίδνληαη ζηνλ παικνγξάθν θαη νη δύν ζπληζηώζεο ηεο θπκαηνκνξθήο, DC θαη AC), AC 1-8

(εκθαλίδεηαη ζηνλ παικνγξάθν κόλν ε AC ζπληζηώζα ηεο θπκαηνκνξθήο), GND (ε θπκαηνκνξθή απνζπλδέεηαη από ηνλ παικνγξάθν θαη ζηελ νζόλε βιέπνπκε ην επίπεδν ηεο γείσζεο GND).

9 (εκθαλίδεηαη ζηνλ παικνγξάθν κόλν ε AC ζπληζηώζα ηεο θπκαηνκνξθήο), GND (ε θπκαηνκνξθή απνζπλδέεηαη από ηνλ παικνγξάθν θαη ζηελ νζόλε βιέπνπκε ην επίπεδν ηεο γείσζεο GND). Αιιαγή Volt/Division Math Δπηινγή Καλαιηνύ Μεηαθίλεζε Πάλσ - Κάησ ρήκα 7. Κάζεηε δηακόξθσζε 17. Μεηξήζηε ηελ ζπρλόηεηα θαη ην πιάηνο ηνπ ζήκαηνο κε ηελ ρξήζε ηνπ παικνγξάθνπ (ζρήκα 8). ηε ζπλέρεηα λα ππνινγίζεηε ηελ ελεξγό ηηκή ηνπ ζήκαηνο. ην ζρήκα απηό παξνπζηάδεηαη ε θπκαηνκνξθή κηαο ελαιιαζζόκελεο ηάζεο πεξηόδνπ Σ θαη πιάηνπο V 0. Ζ ζπρλόηεηα f ππνινγίδεηαη από ηελ ζρέζε f=1/t ελώ ηζρύεη V p-p =2V 0 θαη V rms =V 0 /2 1/ Μεηξήζηε ηελ ζπρλόηεηα, ηελ ελεξγό ηηκή θαη ην πιάηνο ηνπ ζήκαηνο ρξεζηκνπνηώληαο ηελ γελλήηξηα ελαιιαζζόκελνπ ξεύκαηνο θαη έλα βνιηόκεηξν. 19. Να ζπγθξίλεηε ηα πεηξακαηηθά απνηειέζκαηα ησλ βεκάησλ 18 & 19. Πνπ νθείινληαη νη ηπρόλ απνθιίζεηο πνπ παξνπζηάδνληαη ; 20. Δπαλαιάβεηε ηα βήκαηα 17, 18 & 19 γηα ηηκέο ζπρλόηεηαο από 500Hz έσο 5000Hz κε 1-9

10 βήκα 500Hz. ρήκα 8. Δλαιιαζζόκελε ηάζε πεξηόδνπ Σ θαη πιάηνπο Vo 21. Με βάζε ηηο παξαπάλσ κεηξήζεηο λα ζπκπιεξώζεηε ηνλ αθόινπζν πίλαθα Α/Α Τ (s) Μετρήςεισ με χρήςη παλμογράφου f (Hz) V 0 (V) V p-p (V) V rms (V) Μετρήςεισ με χρήςη γεννήτριασ και βολτομέτρου f (Hz) V rms (V) V 0 (V) 1-10

11 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ : 1. G. M Miller, Modern Electronic Communication, Prentice Hall, Inc., Ά. Αιεμόπνπινο, - Γ. Λαγνγηάλλεο, Σειεπηθνηλσλίεο θαη Γίθηπα Τπνινγηζηώλ, Έθηε Έθδνζε, Inc Louis E. Frenzel, Ζιεθηξνληθέο Δπηθνηλσλίεο, Α. ΣΕΗΟΛΑ Δ, Η. Βξαδέιεο, Δξγαζηεξηαθέο αζθήζεηο ηνπ καζήκαηνο Σειεπηθνηλσληαθά πζηήκαηα, ΣΔΗ Καβάιαο, Δ.Ν. Πξσηνλνηάξηνπ, Μαζήκαηα Δηδηθήο Ζιεθηξνηερλίαο. 6. H.H. Skilling, Δlectrical Δngineering Circuits, John Wiley and Sons. 7. D.F.Tuttle, Circuits, McGraw-Hill. 8. M.E. Valhenburg, Network Analysis, 3rd Edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs. 9. Παληειή Υξ. Βαθεηάδε, Αλάιπζε Ζιεθηξηθώλ Κπθισκάησλ, 2 ε Έθδνζε, Αζήλα W.H.Hayt, J. E. Kemmerly, Engineering Circuit Analysis, 2nd Edition, McGraw- Hill. 11. E. Παπαδεκεηξάθε- Υιίριηα, Ζιεθηξνκαγλεηηζκόο, Υαηδαξάθεο Γεώξγηνο Δ., "Ζιεθηξηθά Κπθιώκαηα", Σόκνο Β., Έθδνζε 1ε, ΔΚΓΟΔΗ Α. ΣΕΗΟΛΑ & ΤΗΟΗ Ο.Δ. 13. Ν. Κνιιηόπνπινπ, Ζιεθηξνηερλία II, Σόκνο 2, Έθδνζε 2ε, Δθδόζεηο ΣΔΛΛΑ ΠΑΡΗΚΟΤ & ΗΑ ΟΔ. 1-11

Σχετικά έγγραφα

ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ 3 η ΑΠΟΚΡΙΗ ΚΤΚΛΩΜΑΣΟ R,L ΔΝΑΛΛΑΟΜΔΝΟΤ ΡΔΤΜΑΣΟ Δ ΔΙΡΑ

ΣΔΙ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΣΟΜΔΑ ΗΛΔΚΣΡΟΣΔΥΝΙΑ & ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΜΔΣΡΗΔΩΝ ΔΡΓΑΣΗΡΙΟ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΚΤΚΛΩΜΑΣΩΝ ΙΙ ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ 3 η ΑΠΟΚΡΙΗ ΚΤΚΛΩΜΑΣΟ, ΔΝΑΛΛΑΟΜΔΝΟΤ ΡΔΤΜΑΣΟ Δ ΔΙΡΑ