Mērīšana ar osciloskopu.

Transcript

1 Mērīšana ar osciloskopu. Elektronisku shēmu testēšanas gaitā bieži ne vien jāizmēra elektrisko signālu amplitūda, bet arī jākonstatē šo signālu forma. Gadījumos, kad svarīgi noskaidrot elektriskā signāla formu, tiek izmantots mērinstruments, ko sauc par OSCILOSKOPU. Šobrīd elektriskajiem mērījumiem izmanto divu veidu osciloskopus: - analogos, kas mērāmā signāla apstrādei izmanto analogas metodes un signāla formu attēlo uz elektronstaru lampas ekrāna; - digitālos, kas mērāmo signālu pārveido digitālā formā, saglabā to osciloskopa atmiņā, veic signāla digitālu apstrādi un parāda to uz šķidro kristālu ekrāna. Neskatoties uz to, ka digitālā osciloskopa darbības princips būtiski atšķiras no analogā, digitālo osciloskopu vadības panelis joprojām tiek būvēts līdzīgi analogo ociloskopu vadībai, un digitālais osciloskops faktiski imitē analogā osciloskopa darbību. Šai sakarā aplūkosim analogā osciloskopa uzbūvi un darbības principu. Analogā osciloskopa indikācijas ierīce ir katodstaru lampa (attēlā). Lampas katods emitē elektronus, kas tiek fokusēti šaurā kūlī un paātrināti ar speciālu elektrodu radīto elektrisko lauku. Divi pāri savstarpēji perpendikulāri novietotu plašu nodrošina elektronu kūļa novirzīšanu (ar elektriskā lauka palīdzību) uz attiecīgo ekrāna punktu. Elektroniem ietriecoties ekrāna luminofora pārklājumā, tas sāk spīdēt, kā rezultātā uz ekrāna tiek zīmēts elektronu kūļa pārvietošanās ceļš. X novirzes plates Y novirzes plates Ekrāns Sildīšana Katods Fokusēšanas un Paātrināšanas elektordi Luminofors Pieslēdzot katodstaru lampas horizontālās novirzes (X) platēm zāģveida spriegumu, tiek nodrošināta stara periodiska pārvietošanās uz ekrāna pa horizontāli. savukārt katodstaru lampas vertikālās novirzes (Y) platēm tiek pieslēgts mērāmais signāls, kas staru novirza no ekrāna vidus līnijas uz augšu vai leju. 1

2 Divkanālu osciloskopa blokshēma Kanāls A Vertikālais vājinātājs Kanāls B Vertikālais vājinātājs Vertikālais pastiprinātājs Darbības veida loģika A-kanāls B-kanāls Divkanālu Atpakaļgaitas dzēšana Sinhroimpulsu pakāpe Laika bāzes ģenerators X-Y-Pārslēdzējs Horizontālais pastiprinātājs 2

3 Elektrotehnikas pamati Osciloskops Digitālais osciloskops Tektronix TDS 210 Pamatprincipi Lai sekmīgi strādātu ar osciloskopu jāsaprot sekojoši pamatprincipi: Sinhronizācija Datu "saķeršana" Signāla mērogošana un pozicionēšana Mērīšana Osciloskopa regulācijas Attēlā parādīta osciloskopa funkcionālā blokshēma: Kanāli Vertikāli: pastiprinā jums un nobīde Datu satveršana, laika bāze Signāla formēšana Signāla attēlošana PC interfeiss Sinhronizācija Sinhronizācija Signāla sinhronizācija ļauj iegūt uz ekrāna stabilu signāla attēlu. Sinhronizācijai var izmantot dažādus sinhrosignāla avotus: ieejas kanālu signālus, tīkla spriegumu, kā arī ārējus avotus. Ieejas signālu izmanto visbiežāk. Sinhronizāciju no tīkla izmanto gadījumos, kad tiek pētīti ar barošanas spriegumu saistīti procesi. Ārējos sinhronizācijas signāla avotus pieslēdz ieejai EXT TRIG. Sinhronizācijas signālu amplitūdai jābūt robežās no +1,6 V līdz -1,6 V. Iespējami divi sinhronizācijas veidi: sinhronizācija ar impulsa frontēm un videosinhronizācija. Sinhronizācijas paņēmieni: Auto - osciloskops pats ģenerē sinhroimpulsu, ja tāds nepienāk no ārienes noteiktajā laika intervālā Normal - osciloskops gaida sinhronizāciju, ja tādas nav, uz ekrāna paliek iepriekšējā signāla attēls Single Shot - signāls tiek "nolasīts" tikai tad, ja nospiež taustiņu RUN / STOP. 3

4 Vidzemes Profesionālās izglītības centrs Holdoff Sinhronizācija ne vienmēr ļauj optimāli apskatīt mērāmo signālu. Signāla satveršanas parametrus var izmainīt: nospiest taustiņu HORIZONTAL MENU, izvēlēties Holdoff un ar regulatora HOLDOFF palīdzību izmainīt satveršanas laiku. Kopplung Sinhronizācijas signāla piesaiste: DC - līdzsprieguma jūtīga sinhronizācija AC - sinhrosignāla līdzsprieguma komponente bloķēta Noise reject - sinhronizācijai var izmantot trokšņa signālu HF reject - signāla augsto frekvenču komponentes izmantošana sinhronizācijai NF reject - signāla zemo frekvenču komponentes izmantošana sinhronizācijai Position Horizontālā pozīcija uzstāda laika intervālu starp sinhronizācijas punktu un ekrāna viduspunktu. Flanke & Pegel Fronte un līmenis ļauj definēt sinhronizācijas veidu. Fronte mainīšanai: nospiest TRIGGER MENU, izvēlēties opciju Flanke, izvēlēties Positiv impulsa kāpuma frontei vai Negativ impulsa krituma frontei. Ar PEGEL (līmenis) izvēlas kurā impulsa frontes vietā notiks sinhronizācija. Līmeņa regulēšanai: HORIZONTAL MENU -> Option Pegel un ar regulatora PEGEL palīdzību izmaina līmeni. Datu satveršana. (pārņemšana) Osciloskops analogu signālu pārveido digitālā formā, izmantojot vienu no trim datu satveršanas veidiem: 1. Abtastung - signāla satveršana notiek vienāda garuma laika intervālos 2. Spitzenwerterfassung - osciloskops meklē maksimālās un minimālās signāla vērtības un izmanto tās kā robežas signāla attēlošanai 3. Mittelwerterfassung - osciloskops satver vairāk signāla vērtību un "izlīdzina" tās. Zeitbasis - laika izvērse Izmantojot regulatoru SEC / DIV var izmainīt horizontālo izvērsi. Signāla mērogošana un pozicionēšana. Mērogošana maināma ar regulatoru VOLTD / DIV, pozicionēšana - ar POSITION. 4 Digitālais osciloskops Tektronix TDS 210

5 Elektrotehnikas pamati Osciloskops Osciloskopa ieregulēšana Ieteicams iegaumēt trīs funkcijas: automātiskā ieregulēšana - Auto-Setup ļauj panākt stabilu signāla attēlu, visi būtiskākie signāla attēlošanas parametri tiek izvēlēti automātiski; uzstādījumu saglabāšana - ļauj izvēlētos parametrus saglabāt arī tad, ja osciloskopu izslēdz. uzstādījumu izsaukšana - ļauj atjaunot iepriekš saglabātos osciloskopa darba parametrus. Osciloskopa priekšējais panelis Pieslēguma ligzdas CH 1, CH 2 signālu ieejas EXT TRIG. ārējās sinhronizācijas ieeja TASTKOPF ABGL. taisnstūra signāla izeja un zeme 5

6 Vidzemes Profesionālās izglītības centrs Osciloskopa displejs 1. Datu satveršanas veida indikators 2. Sinhronizācijas veida indikators 3. Horizontālās sinhronizācijas pozīcijas marķeris 4. Uzrāda laika diferenci starp ekrāna vidus pozīciju un sinhronizācijas pozīciju 5. Sinhronizācijas līmeņa pozīcijas marķeris 6. Uzrāda sinhronizācijas līmeņa skaitlisko vērtību 7. Uzrāda sinhronizācijas veidu 8. Uzrāda sinhronizācijas avotu 9. Uzrāda laika izvērses skaitlisko vērtību 10. Uzrāda galvenās laika izvērses skaitlisko vērtību 11. Uzrāda vertikālās izvērses skaitliskās vērtības 12. Indikācijas apgabals, kurā parādās īsi paziņojumi 13. Marķējums, kas norāda uz kanāla vertikālās izvērses "nulles" punktu 6 Digitālais osciloskops Tektronix TDS 210

7 Elektrotehnikas pamati Osciloskops Izvēlņu (MENU) sistēma Liela daļa osciloskopa parametru ir maināmi ar izvēļņu sistēmas palīdību. Nospiežot attiecīgo MENU taustiņu, uz ekrāna labajā malā parādās izvēlnes nosaukums un izvēlnes lauki. Pret katru lauku ir taustiņš, ar kuru maina izvēlnes lauka parametrus. Ir četri izvēlnes lauku veidi: Ringliste gredzenveida saraksts - ļauj izvēlēties vienu no saraksta parametriem, spiežot vairākkārtīgi izvēlnes lauka taustiņu (saraksts cikliski atkārtojas). Aktionstaste akcijas taustiņa izvēlnes laukā ir ierakstīts akcijas jeb darbības nosaukums. Nospiežot šo taustiņu attiecīgā darbība tiek veikta, piemēram samazināts vai palielināts displeja kontrasts Drehknopf maināmu taustiņu lauki viens no otra atdalīti ar pārtrauktu līniju. Var izvēlēties tikai vienu lauku no šīs grupas. izvēlētais lauks ir iezīmēts ar melnu fonu. Seitenauswal lauku grupas izvēle satur divas izvēlnes, kas maināmās ar vienu taustiņu. Izvēlētās grupas nosaukums ir iezīmēts ar melnu fonu. Piem., izvēlnē SAVE / REC ir divas lauku grupas: Setup un Signal. Vispirms izvēlās grupu un tad zemāk var mainīt šīs grupas lauku parametrus. Šādas grupas ir taustiņiem SAVE / REC., MESSUNG un TRIGGER Izvēļņu un vadības taustiņi SAVE / REC. parāda parametru un signālu saglabāšanas / nolasīšanas izvēlni MESSUNG parāda automātiskās mērīšanas izvēlni ERFASSUNG parāda satveršanas izvēlni DISPLAY parāda displeja režīmu regulācijas izvēlni CURSOR parāda kursora izvēlni. DIENSTPGM. parāda apkalpošanas parogrammas izvēlni AUTOSET automātiski ieregulē osciloskopa parametrus optimālai ieejas signāla attēlošanai HARDCOPY palaiž drukāšanas procesu (Nepieciešams paplašinājuma modulis ar RS-232 portu). RUN / STOP uzsāk un pārtrauc signāla saķeršanu. 7

8 Vidzemes Profesionālās izglītības centrs Vertikālā izvērse CH1 un CH2, CURSOR1 &CURSOR2 POSITION pozicionē signālu vertikāli. Ja ieslēgta kursoru izvēlne un redzami kursori, tos var pozicionēt. CH1 un CH2 MENU parāda kanālu izvēlni, kā arī ieslēdz vai izslēdz kanālus. VOLTS / DIV ļauj mainīt izvērsi pa vertikāli MATH MENU parāda matemātisko darbību ar signāliem izvēlni, kā arī ieslēdz vai izslēdz matemātiski apstrādātu signālu Horizontālā izvērse POSITION uzstāda abu kanālu un matemātiskā signāla horizontālo pozīciju signālu HORIZONTAL MENU parāda horizontālo izvēlni SEC / DIV ļauj mainīt horizontālo izvērsi Sinhronizācijas vadība PEGEL un HOLDOFF šai regulācijas pogai ir divi pielietojumi: sinhronizācijas līmeņa (PEGEL) ieregulēšana, lai panāktu stabulu signāla attēlu uz ekrāna satveršanas (HOLDOFF) laika intervāla ieregulēšana, ja signāla mērīšana nenotiek nepārtraukti, bet noteiktos laika intervālos Mērīšanas intervāls Mērīšanas intervāls Mērīšanas intervāls Sinhronizācijas līmenis Sinhronizācijas punkti Satveršanas intervāls Satveršanas intervāls Satveršanas intervāls TRIGGER MENU parāda uz displeja sinhronizācijas izvēlni PEGEL AUF 50% - sinhronizācijas līmenis tiek ieregulēts pa vidu starp max un min signāla vērtībām TRIGGER ZWANG tiek uzsākta sinhronizācija, neatkarīgi no sinhronizācijas signāla. TRIGGER VIEW ieejas signāla vietā parāda sinhrosignālu, kamēr poga ir nospiesta. 8 Digitālais osciloskops Tektronix TDS 210

9 Elektriskā darba un elektriskās jaudas noteikšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. M1 Secīgi ieregulēt tabulā dotās barošanas sprieguma vērtības. Pie katras sprieguma vērtības nolasīt ampērmetra strāvas I h rādījumu un ierakstīt to tabulā. U B / V I h / ma P / W P / P nom J1 Uzrakstiet formulu, signāllampas kliedētās jaudas aprēķinam! P = A1 Aprēķināt un ierakstīt tabulas trešajā rindiņā signāllampas kliedējamo jaudu pie dotajiem barošanas spriegumiem. A2 No signāllampas h1 apzīmējuma noskaidrot tās nominālo strāvu I nom. I h1(nom) =... =... =... (formula) (vērtības) (rezultāts) A3 Aprēķināt un ierakstīt tabulas ceturtajā rindiņā jaudu attiecību P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem. A4 Kāds ir elektriskais darbs W, ja signāllampa h1 tiek ekspluatēta pie nominālās jaudas laika intervālā t = 24 h? W =... =... =... (formula) (vērtības) (rezultāts) 1

10 B2 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Pretestības R25 nominālā kliedējamā jauda pie U B = 12 V ir P nom = 5 W M2 Secīgi ieregulēt tabulā dotās barošanas sprieguma vērtības. Pie katras sprieguma vērtības nolasīt ampērmetra strāvas I R25 rādījumu un ierakstīt to tabulā. U B / V I R25 / ma P / W P / P nom A5 Aprēķināt un ierakstīt tabulas trešajā rindiņā pretestības R25 kliedējamo jaudu pie dotajiem barošanas spriegumiem. A6 Aprēķināt un ierakstīt tabulas ceturtajā rindiņā jaudu attiecību P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem. A7 Iezīmēt diagrammā M2 aprēķinātās jaudu attiecības P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem, un izveidot raksturlīkni, savstarpēji savienojot punktus. Apzīmēt raksturlīkni ar R25. 2

11 A8 Iezīmēt diagrammā M1 aprēķinātās jaudu attiecības P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem, un izveidot raksturlīkni, savstarpēji savienojot punktus. Apzīmēt raksturlīkni ar h1. J2 Kā apzīmē A7 redzmās raksturlīknes? P = f(u B ) P / P nom = f(u B ) P / P nom = f(r 25 ; h1) U B = f(p / P nom ) pie P nom = const. pie R = const. pie U B = const. pie R = const. J3 Kāpēc R25 un h1 raksturlīknes ir nedaudz atšķirīgas? ATBILDE: 3

12 2. Mērīšana ar osciloskopu 2.2 Līdzspriegumu mērīšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot barošanas spriegumu U B = +7 V. Izmērīt U B ar multimetru. U B = V M1 Osciloskopa signāla ieeju CH1 pieslēgt masai (režīms GND) un ar regulatora POSITION palīdzību ieregulēt nobīdi uz nulles (viduslīnija rastrā). M2 Ieregulēt mērījumam A nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar A. M3 Ieregulēt mērījumam B nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar B. M4 Ieregulēt mērījumam C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar C. 2,5 25 2,5 M5 Ieregulēt mērījumam D nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar D. A1 No rastrā iezīmētajiem mērījumiem (M2 līdz M5) noteikt signāla nobīdi h, un zinot vertikālās izvērses lielumu Y aprēķināt izmērīto spriegumu. Mērījums A: U R6 = Y A h A = 2 V / Div = V Mērījums B: U R6 = Y B h B = 5 V / Div = V Mērījums C: U R6 = Y C h C = 10 V / Div = V 1

13 Mērījums D: U R6 = Y D h D = 5 V / Div = V Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi 2

14 J1 Kāpēc mērījuma D gadījumā tika iegūt sprieguma vērtība U R6 = 0 V? Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi ATBILDE: J2 Pie kādas Y izvērses iespējams visprecīzāk noteikt mērāmo vērtību U R6? ATBILDE: Y = V / Div J3 Kā mērāmā signāla U R6 izskatu uz osciloskopa ekrāna ietekmē atšķirīgas horizontālās izvērses X vērtības (mērījumi A, B un C)? ATBILDE: J4 Kā mainīsies mērāmais signāls osciloskopa ekrānā, ja tiks samainīti vietām osciloskopa mērtausta izvadi? ATBILDE: 2.3 Maiņsprieguma mērīšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot shēmas ieejā sinusformas spriegumu u ess = 16 V, / 100 Hz. M2 Ieregulēt mērījumiem A, B un C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Katru reizi iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to attiecīgi ar A, B un C. 3

15 J1 Kāpēc mērījumu A un C rezultāti ir līdzīgi, bet mērījuma B rezultāts atšķirīgs? ATBILDE: J2 Kāpēc, mērot simetrisku maiņspriegumu, mērījumu rezultāts, pārslēdzot no AC uz DC, paliek nemainīgs? ATBILDE: M3 Pieslēgt paralēli osciloskopam multimetru. Ar osciloskopa palīdzību uzstādīt tabulā dotās sprieguma U R6SS un frekvences f vērtības. Izmērīt ar multimetru atbilstošās sprieguma vērtības un ierakstīt tabulā. f U R6SS U R6 Mērījums A 100 Hz 14 V Mērījums B 120 Hz 20 V Mērījums C 80 Hz 8 V Mērījums D 50 Hz 6 V A1 Izmantojot M3 tabulas datus, aprēķināt attiecību U R6SS pret U R6 mērījumiem A, B, C, D. U R6SS V Mērījums A: = = U R6 V U R6SS V Mērījums B: = = U R6 V U R6SS V Mērījums C: = = U R6 V U R6SS V Mērījums D: = = U V R6 J3 Kādu sprieguma vērtību uzrāda osciloskops? ATBILDE: (max-vērtību / max-max-vērtību / efektīvo vērtību) J4 Kādu sprieguma vērtību uzrāda multimetrs? ATBILDE: (max-vērtību / max-max-vērtību / efektīvo vērtību) 4

16 5 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

17 2. Mērīšana ar osciloskopu 2.4. Signāla perioda un frekvences mērīšana 1 5 B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati II.1-SN M1 Padot shēmas ieejā taisnstūra formas spriegumu u es = 5 V / 1 khz, t i / t p = 1. Ieregulēt mērījumam nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Ieregulēt ģeneratoru tā lai ieejas signāls u e atbilstu rastrā iezīmētajam. A1 No rastra noteikt tabulā dotās vērtības. u R6max = V t i = ms u R6min = V t p = ms T = ms f 1 = = Hz T 1

18 M3 Ieregulēt mērījumiem A, B un C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Katram mērījumam ieregulēt ģeneratoru tā, lai signāls uz osciloskopa ekrāna atbilstu rastrā iezīmētajam. Katram mērījumam ierakstīt tabulā ģeneratora izejas sprieguma un frekvences vērtības. Mērījums U R6max / V f / Hz A B C D A5 No signāla formas rastrā un mērījumos A, B, C un D izmantotajiem osciloskopa horizontālās izvērses X parametriem aprēķināt signāla periodu T un frekvenci f. 2

19 3 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

20 4 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

21 3. OMA likums 3.3. Omiskas pretestības vērtības noteikšana M1 Eksperimentu platei I-S3: Ar multimetru izmērīt pretestību R26, R27, R28, R29, R30, R31 un R32 vērtības un mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 Pretestības vērtība Precizitāte Ar multimetru Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda noteikt pretestības nominālvērtību un precizitātes klasi. Rezultātus ierakstīt tabulā. A1 Izmantojot pēc krāsu koda noteiktās pretestības nominālvērtības un precizitāti, aprēķināt pieļaujamo pretestības maksimālo R max un minimālo R min vērtību. R 26max = R 26 + = + = R 26min = R 26 - = - = R 27max = R 27 + = + = R 27min = R 27 - = - = R 28max = R 28 + = + = R 28min = R 28 - = - = R 29max = R 29 + = + = R 29min = R 29 - = - = R 30max = R 30 + = + = R 30min = R 30 - = - = R 32max = R 32 + = + = R 32min = R 32 - = - = 1

22 2 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

23 B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot barošanas spriegumu U B = 12 V M2 Secīgi pievienot mērķēdei pretestībasr51 līdz R56 (veidojot savienojumus 40 / 12, 40 / 13 u.t.t.) un izmērīt sprieguma un strāvas vērtības. Mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. 6 U B / V I / ma R exp / kω R nom / kω, pēc krāsu koda Precizitāte pēc krāsu koda R51 R52 R53 R54 R55 R56 Izmantojot izmērītās strāvas un sprieguma vērtības, aprēķināt R exp pretestībām R51 līdz R56 un ierakstīt tās tabulā. A2 Izmantojot pēc krāsu koda noteiktās pretestībau nominālvērtības un precizitāti, aprēķināt pieļaujamo pretestības maksimālo R max ja R exp > R nom vai minimālo R min ja R exp < R nom vērtību. Noteikt, vai doto pretestību vērtības atrodas pieļaujamās precizitātes robežās (jā / nē) R 51 = R 51 +/- = +/- = (jā / nē) R 52 = R 52 +/- = +/- = (jā / nē) R 53 = R 53 +/- = +/- = (jā / nē) R 54 = R 54 +/- = +/- = (jā / nē) R 55 = R 55 +/- = +/- = (jā / nē) R 56 = R 56 +/- = +/- = (jā / nē) 3

24 4 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

25 Rezistora pretestības vērtības noteikšana M1 Eksperimentu platei I-S1: Ar multimetru izmērīt pretestību R51, R52, R53, R54, R55, R56 un R57 vērtības un mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. R51 R52 R53 R54 R55 R56 R57 Pretestības vērtība Precizitāte Ar multimetru Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda noteikt pretestības nominālvērtību un precizitātes klasi. Rezultātus ierakstīt tabulā. A1 Izmantojot pēc krāsu koda noteiktās pretestības nominālvērtības un precizitāti, aprēķināt pieļaujamo pretestības maksimālo R max un minimālo R min vērtību. R 51max = R 51 + = + = R 51min = R 51 - = - = R 52max = R 52 + = + = R 52min = R 52 - = - = R 53max = R 53 + = + = R 53min = R 53 - = - = R 54max = R 54 + = + = R 54min = R 54 - = - = R 55max = R 55 + = + = R 55min = R 55 - = - = R 56max = R 56 + = + = R 56min = R 56 - = - = 1

26 B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot barošanas spriegumu U B = 12 V. M2 Secīgi pievienot mērķēdei pretestības R51 līdz R56 (veidojot savienojumus 40 / 12, 40 / 13 u.t.t.) un izmērīt sprieguma un strāvas vērtības. Mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. U B / V I / ma R / kω G / ms R51 R52 R53 R54 R55 R56 A2 Izmantojot izmērītās strāvas un sprieguma vērtības, aprēķināt pretestību R51 līdz R56 vērtības, ierakstīt tās tabulā. J1 Kāda sakarība pastāv starp rezisora pretestību un tā vadītspēju? ATBILDE: A3 Izmantojot izmērītās strāvas un sprieguma vērtības, aprēķināt pretestību R51 līdz R56 vadāmības vērtības un ierakstīt tās tabulā. J2 Kuras no M2 noteiktajām pretestību R51 līdz R56 vērtībām atrodas pieļaujamās robežās, ņemot vērā to nominālvērtību un precizitātes klasi? ATBILDE: pretestības (R51;R52;R53;R54;R55;R56) J3 Kuras no M2 noteiktajām pretestību R51 līdz R56 vērtībām neatrodas pieļaujamās robežās, ņemot vērā to nominālvērtību un precizitātes klasi? ATBILDE: pretestības (R51;R52;R53;R54;R55;R56) 2

27 Kondensatori pie līdzsprieguma B1 Izveidot zīmējumā redzamo shēmu, izmantojot plati I-S3 Strāvas mērīšanai izmantot digitālo multimetru. Slēdzi S1 noteikti pārslēgt stāvoklī II un padot barošanas spriegumu UB = 20 V Īpašs norādījums: Sekojošiem mērījumiem ik pēc 5 sekundēm pēc iespējas vienlaicīgi noteikt laika, kā arī sprieguma un strāvas vērtības un pierakstīt tās. Tāpēc ir lietderīgi veicot šos mērījumus strādāt grupās vismaz pa diviem. M1 Pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī I un tad ik pēc 5-ām sekundēm mērīt ar multimetru spriegumu u C. Mērījumu rezultātus ierakstīt tabulas M2 rindiņā u C(1). M2 Izlādēt kondensatoru (slēdzi S1 pārslēgt stāvoklī II un papildus īsslēgt izvadus 16 / 28) Pēc ne mazāk kā 2 minūtēm atvienot īsslēgumu 16 / 28, kā arī pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī I, tad atkārtot mērījumus M1 un rezultātus ierakstīt tabulas rindiņā u C(2) Uzlādes process u C = f(t uzl ) t uzl [s] u C(1) [V] u C(2) [V] u C [V] A1 No spriegumu vērtībām u C(1) un u C(2) aprēķināt katram laika momentam sprieguma uc ( 1) + uc (2) vidējo vērtību uc = un ierakstīt atbilstošajās tabulas M2 šūnās. 2 J1 Kādēļ tika veikti divi pilnīgi vienādi mērījumi un no izmērītajām sprieguma vērtībām aprēķināta vidējā vērtība? ATBILDE: 1

28 M3 Izlādēt kondensatoru (slēdzi S1 pārslēgt stāvoklī II un papildus īsslēgt izvadus 16 / 28) Pēc ne mazāk kā 2 minūtēm atvienot īsslēgumu 16 / 28, kā arī pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī I, un veikt dotajos laika mirkļos strāvas i C mērījumus ar multimetru. Rezultātus ierakstīt tabulas M4 rindiņā i C(1). M4 Izlādēt kondensatoru (slēdzi S1 pārslēgt stāvoklī II un papildus īsslēgt izvadus 16 / 28) Pēc ne mazāk kā 2 minūtēm atvienot īsslēgumu 16 / 28, kā arī pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī I, tad atkārtot mērījumus M3 un rezultātus ierakstīt tabulas rindiņā i C(2) Uzlādes process i C = f(t uzl ) t uzl [s] i C(1) [ma] i C(2) [ma] i C [ma] A2 No strāvu vērtībām i C(1) un i C(2) aprēķināt katram laika momentam strāvas vidējo vērtību ic ( 1) + ic (2) ic = un ierakstīt atbilstošajās tabulas M4 šūnās. 2 A3 Tabulās M2 un M4 aprēķinātās u C un i C vērtības iezīmēt diagrammā un, savienojot atsevišķos punktus, izveidot raksturlīknes u C = f(t uzl ) un i C = f(t uzl ) 2

29 A4 Diagrammā iezīmēt uzlādes spriegumu U B un maksimālo uzlādes strāvu i 0 U = R B 30 J3 Līdz kādai vērtībai no U B jāpieaug kondensatora uzlādes spriegumam pēc laika intervāla, kas vienāds ar laika konstanti τ? u C = U B = = V uzl A5 No diagrammas A3 raksturlīknes u C = f(t uzl ) noteikt laika konstanti laika ass. τ uzl un atzīmēt uz τ uzl = s J4 Līdz kādai vērtībai no I 0 jākrītās kondensatora uzlādes strāvai pēc laika intervāla, kas vienāds ar laika konstanti τ? uzl i C = I 0 = = ma A6 No diagrammas A3 raksturlīknes i C = f(t uzl ) noteikt laika konstanti. τ uzl = s J5 Kuri shēmas B1 elementi ietekmē leika konstanti τ uzl? R30 R34 C1 C2 C3 A8 Zinot shēmas elementu nominālvērtības, aprēķināt laika konstanti τ uzl. τ uzl =... =... =... (formula) (vērtības) (rezultāts) J6 Cik liela ir atšķirība starp mērtehniskā ceļā iegūto laika konstanti τ uzl (A5 un A6) un aprēķināto vērtību (A8)? 3

30 ATBILDE: mērtehniskā ceļā iegūtās un aprēķinātā laika konstantes τ uzl (nesakrīt / aptuveni sakrīt / precīzi sakrīt) M5 Kondensatorus uzlādēt (slēdzis S1 vismaz 3 minūtes stāvoklī I). Pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī II un tabulā M6 norādītajos laika sprīžos ar multimetru mērīt spriegumu u C. Izmērītās vērtības kā u C(1) ierakstīt tabulā. M6 Kondensatorus vēlreiz uzlādēt (slēdzis S1 vismaz 3 minūtes stāvoklī I). Pēc tam atkārtot M5 mērījumus vēlreiz un rezultātus ierakstīt tabulā kā u C(2). Izlādes process u C = f(t izl ) t izl [s] u C(1) [V] u C(2) [V] u C [V] A9 No spriegumu vērtībām u C(1) un u C(2) aprēķināt katram laika momentam sprieguma vidējo vērtību u C un ierakstīt atbilstošajās tabulā M6. M7 Uzlādēt kondensatorus (slēdzis S1 vismaz 3 minūtes stāvoklī I). Pārslēgt slēdzi S1 stāvoklī II un tabulā M6 norādītajos laika sprīžos ar multimetru mērīt strāvu i C. Izmērītās vērtības kā -i C(1) ierakstīt tabulā. M8 Kondensatorus vēlreiz uzlādēt (slēdzis S1 vismaz 3 minūtes stāvoklī I). Pēc tam atkārtot M7 mērījumus vēlreiz un rezultātus ierakstīt tabulā kā i C(2). Izlādes process i C = f(t izl ) t izl [s] i C(1) [ma] -i C(2) [ma] -i C [ma] A10 No strāvu vērtībām -i C(1) un -i C(2) aprēķināt katram laika momentam strāvas vidējo vērtību un ierakstīt atbilstošajās tabulas M8 šūnās. 4

31 A11 Tabulās M6 un M8 aprēķinātās u C un i C vērtības iezīmēt diagrammā un, savienojot atsevišķos punktus, izveidot raksturlīknes u C = f(t uzl ) un -i C = f(t uzl ) 5

32 Rezistora pretestības vērtības noteikšana M1 Eksperimentu platei I-S3: Ar multimetru izmērīt pretestību R26, R27, R28, R29, R30, R31 un R32 vērtības un mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 Pretestības vērtība Precizitāte Ar multimetru Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda Pēc krāsu koda noteikt pretestības nominālvērtību un precizitātes klasi. Rezultātus ierakstīt tabulā. A1 Izmantojot pēc krāsu koda noteiktās pretestības nominālvērtības un precizitāti, aprēķināt pieļaujamo pretestības maksimālo R max un minimālo R min vērtību. R 26max = R 26 + = + = R 26min = R 26 - = - = R 27max = R 27 + = + = R 27min = R 27 - = - = R 28max = R 28 + = + = R 28min = R 28 - = - = R 29max = R 29 + = + = R 29min = R 29 - = - = R 30max = R 30 + = + = R 30min = R 30 - = - = R 32max = R 32 + = + = R 32min = R 32 - = - = 1

33 B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot barošanas spriegumu U B = 12 V M2 Secīgi pievienot mērķēdei pretestībasr51 līdz R56 (veidojot savienojumus 40 / 12, 40 / 13 u.t.t.) un izmērīt sprieguma un strāvas vērtības. Mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. 6 U B / V I / ma R exp / kω R nom / kω, pēc krāsu koda Precizitāte pēc krāsu koda R51 R52 R53 R54 R55 R56 Izmantojot izmērītās strāvas un sprieguma vērtības, aprēķināt R exp pretestībām R51 līdz R56 un ierakstīt tās tabulā. A2 Izmantojot pēc krāsu koda noteiktās pretestībau nominālvērtības un precizitāti, aprēķināt pieļaujamo pretestības maksimālo R max ja R exp > R nom vai minimālo R min ja R exp < R nom vērtību. Noteikt, vai doto pretestību vērtības atrodas pieļaujamās precizitātes robežās (jā / nē) R 51 = R 51 +/- = +/- = (jā / nē) R 52 = R 52 +/- = +/- = (jā / nē) R 53 = R 53 +/- = +/- = (jā / nē) R 54 = R 54 +/- = +/- = (jā / nē) R 55 = R 55 +/- = +/- = (jā / nē) R 56 = R 56 +/- = +/- = (jā / nē) 2

34 3 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

35 4.1. Elektriskā darba un elektriskās jaudas noteikšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. M1 Secīgi ieregulēt tabulā dotās barošanas sprieguma vērtības. Pie katras sprieguma vērtības nolasīt ampērmetra strāvas I h rādījumu un ierakstīt to tabulā. U B / V I h / ma P / W P / P nom J1 Uzrakstiet formulu, signāllampas kliedētās jaudas aprēķinam! P = A1 Aprēķināt un ierakstīt tabulas trešajā rindiņā signāllampas kliedējamo jaudu pie dotajiem barošanas spriegumiem. A2 No signāllampas h1 apzīmējuma noskaidrot tās nominālo strāvu I nom. I h1(nom) =... =... =... (formula) (vērtības) (rezultāts) A3 Aprēķināt un ierakstīt tabulas ceturtajā rindiņā jaudu attiecību P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem. A4 Kāds ir elektriskais darbs W, ja signāllampa h1 tiek ekspluatēta pie nominālās jaudas laika intervālā t = 24 h? W =... =... =... (formula) (vērtības) (rezultāts) 1

36 B2 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Pretestības R25 nominālā kliedējamā jauda pie U B = 12 V ir P nom = 5 W M2 Secīgi ieregulēt tabulā dotās barošanas sprieguma vērtības. Pie katras sprieguma vērtības nolasīt ampērmetra strāvas I R25 rādījumu un ierakstīt to tabulā. U B / V I R25 / ma P / W P / P nom A5 Aprēķināt un ierakstīt tabulas trešajā rindiņā pretestības R25 kliedējamo jaudu pie dotajiem barošanas spriegumiem. A6 Aprēķināt un ierakstīt tabulas ceturtajā rindiņā jaudu attiecību P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem. A7 Iezīmēt diagrammā M2 aprēķinātās jaudu attiecības P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem, un izveidot raksturlīkni, savstarpēji savienojot punktus. Apzīmēt raksturlīkni ar R25. 2

37 A8 Iezīmēt diagrammā M1 aprēķinātās jaudu attiecības P / P nom pie dotajiem barošanas spriegumiem, un izveidot raksturlīkni, savstarpēji savienojot punktus. Apzīmēt raksturlīkni ar h1. J2 Kā apzīmē A7 redzmās raksturlīknes? P = f(u B ) P / P nom = f(u B ) P / P nom = f(r 25 ; h1) U B = f(p / P nom ) pie P nom = const. pie R = const. pie U B = const. pie R = const. J3 Kāpēc R25 un h1 raksturlīknes ir nedaudz atšķirīgas? ATBILDE: 3

38 Spriegumu mērīšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S2. Padot barošanas spriegumu U NG = +15 V. M1 Izmērīt ar analogo multimetru spriegumu U A = U NG. U NG = V M2 Ar analogo multimetru izmērīt tabulā dotos spriegumus un mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. Piezīme: Sprieguma apzīmējuma indeksa otrais simbols norāda uz atbalsta punktu jeb pieslēguma punktu, kas jāsavieno ar mērinstrumenta mīnus (-) izvadu. M3 Ar digitālo multimetru izmērīt tabulā dotos spriegumus un mērījumu rezultātus ierakstīt tabulā. J1 Kā izmainās multimetra rādījumi, ja atbalsta punkti tiek samainīti vietām, piem. U AB un U BA? ATBILDE: 1

39 A1 Zemāk esošajā shēmā iezīmēt bultiņas un ierakstīt spriegumu vērtības spriegumiem U AB U CB U AD un U DB. B2 Izveidot attēlā redzamo shēmu un pieslēgt barošanas spriegumu U NG = +15 V J2 Kā jāpieslēdz shēmā mērinstruments, lai mērinstruments uzrādītu pozitīvu vērtību? ATBILDE: (plus izvads pie avota pluspola / mīnus izvads pie avota pluspola) M4 Kāda ir strāvas I polaritāte un vērtība? I = (polaritāte) (vērtība) M5 Apmainīt vietām mērinstrumenta pieslēgvadus (punktos 25 un 29) Kāda tagad ir strāvas I polaritāte un vērtība? 2

40 I = (polaritāte) (vērtība) 3

41 Mērīšana ar osciloskopu. Elektronisku shēmu testēšanas gaitā bieži ne vien jāizmēra elektrisko signālu amplitūda, bet arī jākonstatē šo signālu forma. Gadījumos, kad svarīgi noskaidrot elektriskā signāla formu, tiek izmantots mērinstruments, ko sauc par OSCILOSKOPU. Šobrīd elektriskajiem mērījumiem izmanto divu veidu osciloskopus: - analogos, kas mērāmā signāla apstrādei izmanto analogas metodes un signāla formu attēlo uz elektronstaru lampas ekrāna; - digitālos, kas mērāmo signālu pārveido digitālā formā, saglabā to osciloskopa atmiņā, veic signāla digitālu apstrādi un parāda to uz šķidro kristālu ekrāna. Neskatoties uz to, ka digitālā osciloskopa darbības princips būtiski atšķiras no analogā, digitālo osciloskopu vadības panelis joprojām tiek būvēts līdzīgi analogo ociloskopu vadībai, un digitālais osciloskops faktiski imitē analogā osciloskopa darbību. Šai sakarā aplūkosim analogā osciloskopa uzbūvi un darbības principu. Analogā osciloskopa indikācijas ierīce ir katodstaru lampa (attēlā). Lampas katods emitē elektronus, kas tiek fokusēti šaurā kūlī un paātrināti ar speciālu elektrodu radīto elektrisko lauku. Divi pāri savstarpēji perpendikulāri novietotu plašu nodrošina elektronu kūļa novirzīšanu (ar elektriskā lauka palīdzību) uz attiecīgo ekrāna punktu. Elektroniem ietriecoties ekrāna luminofora pārklājumā, tas sāk spīdēt, kā rezultātā uz ekrāna tiek zīmēts elektronu kūļa pārvietošanās ceļš. X novirzes plates Y novirzes plates Ekrāns Sildīšana Katods Fokusēšanas un Paātrināšanas elektordi Luminofors Pieslēdzot katodstaru lampas horizontālās novirzes (X) platēm zāģveida spriegumu, tiek nodrošināta stara periodiska pārvietošanās uz ekrāna pa horizontāli. savukārt katodstaru lampas vertikālās novirzes (Y) platēm tiek pieslēgts mērāmais signāls, kas staru novirza no ekrāna vidus līnijas uz augšu vai leju. 1

42 Divkanālu osciloskopa blokshēma Kanāls A Vertikālais vājinātājs Kanāls B Vertikālais vājinātājs Vertikālais pastiprinātājs Darbības veida loģika A-kanāls B-kanāls Divkanālu Atpakaļgaitas dzēšana Sinhroimpulsu pakāpe Laika bāzes ģenerators X-Y-Pārslēdzējs Horizontālais pastiprinātājs 2

43 Digitālais osciloskops Tektronix TDS 210 Pamatprincipi Lai sekmīgi strādātu ar osciloskopu jāsaprot sekojoši pamatprincipi: Sinhronizācija Datu "saķeršana" Signāla mērogošana un pozicionēšana Mērīšana Osciloskopa regulācijas Attēlā parādīta osciloskopa funkcionālā blokshēma: Kanāli Vertikāli: pastiprinā jums un nobīde Datu satveršana, laika bāze Signāla formēšana Signāla attēlošana PC interfeiss Sinhronizācija Sinhronizācija Signāla sinhronizācija ļauj iegūt uz ekrāna stabilu signāla attēlu. Sinhronizācijai var izmantot dažādus sinhrosignāla avotus: ieejas kanālu signālus, tīkla spriegumu, kā arī ārējus avotus. Ieejas signālu izmanto visbiežāk. Sinhronizāciju no tīkla izmanto gadījumos, kad tiek pētīti ar barošanas spriegumu saistīti procesi. Ārējos sinhronizācijas signāla avotus pieslēdz ieejai EXT TRIG. Sinhronizācijas signālu amplitūdai jābūt robežās no +1,6 V līdz -1,6 V. Iespējami divi sinhronizācijas veidi: sinhronizācija ar impulsa frontēm un videosinhronizācija. Sinhronizācijas paņēmieni: Auto - osciloskops pats ģenerē sinhroimpulsu, ja tāds nepienāk no ārienes noteiktajā laika intervālā Normal - osciloskops gaida sinhronizāciju, ja tādas nav, uz ekrāna paliek iepriekšējā signāla attēls Single Shot - signāls tiek "nolasīts" tikai tad, ja nospiež taustiņu RUN / STOP. 3

44 Holdoff Sinhronizācija ne vienmēr ļauj optimāli apskatīt mērāmo signālu. Signāla satveršanas parametrus var izmainīt: nospiest taustiņu HORIZONTAL MENU, izvēlēties Holdoff un ar regulatora HOLDOFF palīdzību izmainīt satveršanas laiku. Kopplung Sinhronizācijas signāla piesaiste: DC - līdzsprieguma jūtīga sinhronizācija AC - sinhrosignāla līdzsprieguma komponente bloķēta Noise reject - sinhronizācijai var izmantot trokšņa signālu HF reject - signāla augsto frekvenču komponentes izmantošana sinhronizācijai NF reject - signāla zemo frekvenču komponentes izmantošana sinhronizācijai Position Horizontālā pozīcija uzstāda laika intervālu starp sinhronizācijas punktu un ekrāna viduspunktu. Flanke & Pegel Fronte un līmenis ļauj definēt sinhronizācijas veidu. Fronte mainīšanai: nospiest TRIGGER MENU, izvēlēties opciju Flanke, izvēlēties Positiv impulsa kāpuma frontei vai Negativ impulsa krituma frontei. Ar PEGEL (līmenis) izvēlas kurā impulsa frontes vietā notiks sinhronizācija. Līmeņa regulēšanai: HORIZONTAL MENU -> Option Pegel un ar regulatora PEGEL palīdzību izmaina līmeni. Datu satveršana. (pārņemšana) Osciloskops analogu signālu pārveido digitālā formā, izmantojot vienu no trim datu satveršanas veidiem: 1. Abtastung - signāla satveršana notiek vienāda garuma laika intervālos 2. Spitzenwerterfassung - osciloskops meklē maksimālās un minimālās signāla vērtības un izmanto tās kā robežas signāla attēlošanai 3. Mittelwerterfassung - osciloskops satver vairāk signāla vērtību un "izlīdzina" tās. Zeitbasis - laika izvērse Izmantojot regulatoru SEC / DIV var izmainīt horizontālo izvērsi. Signāla mērogošana un pozicionēšana. Mērogošana maināma ar regulatoru VOLTD / DIV, pozicionēšana - ar POSITION. 4

45 Osciloskopa ieregulēšana Ieteicams iegaumēt trīs funkcijas: automātiskā ieregulēšana - Auto-Setup ļauj panākt stabilu signāla attēlu, visi būtiskākie signāla attēlošanas parametri tiek izvēlēti automātiski; uzstādījumu saglabāšana - ļauj izvēlētos parametrus saglabāt arī tad, ja osciloskopu izslēdz. uzstādījumu izsaukšana - ļauj atjaunot iepriekš saglabātos osciloskopa darba parametrus. Osciloskopa priekšējais panelis Pieslēguma ligzdas CH 1, CH 2 signālu ieejas EXT TRIG. ārējās sinhronizācijas ieeja TASTKOPF ABGL. taisnstūra signāla izeja un zeme 5

46 Osciloskopa displejs 1. Datu satveršanas veida indikators 2. Sinhronizācijas veida indikators 3. Horizontālās sinhronizācijas pozīcijas marķeris 4. Uzrāda laika diferenci starp ekrāna vidus pozīciju un sinhronizācijas pozīciju 5. Sinhronizācijas līmeņa pozīcijas marķeris 6. Uzrāda sinhronizācijas līmeņa skaitlisko vērtību 7. Uzrāda sinhronizācijas veidu 8. Uzrāda sinhronizācijas avotu 9. Uzrāda laika izvērses skaitlisko vērtību 10. Uzrāda galvenās laika izvērses skaitlisko vērtību 11. Uzrāda vertikālās izvērses skaitliskās vērtības 12. Indikācijas apgabals, kurā parādās īsi paziņojumi 13. Marķējums, kas norāda uz kanāla vertikālās izvērses "nulles" punktu 6

47 Izvēlņu (MENU) sistēma Liela daļa osciloskopa parametru ir maināmi ar izvēļņu sistēmas palīdību. Nospiežot attiecīgo MENU taustiņu, uz ekrāna labajā malā parādās izvēlnes nosaukums un izvēlnes lauki. Pret katru lauku ir taustiņš, ar kuru maina izvēlnes lauka parametrus. Ir četri izvēlnes lauku veidi: Ringliste gredzenveida saraksts - ļauj izvēlēties vienu no saraksta parametriem, spiežot vairākkārtīgi izvēlnes lauka taustiņu (saraksts cikliski atkārtojas). Aktionstaste akcijas taustiņa izvēlnes laukā ir ierakstīts akcijas jeb darbības nosaukums. Nospiežot šo taustiņu attiecīgā darbība tiek veikta, piemēram samazināts vai palielināts displeja kontrasts Drehknopf maināmu taustiņu lauki viens no otra atdalīti ar pārtrauktu līniju. Var izvēlēties tikai vienu lauku no šīs grupas. izvēlētais lauks ir iezīmēts ar melnu fonu. Seitenauswal lauku grupas izvēle satur divas izvēlnes, kas maināmās ar vienu taustiņu. Izvēlētās grupas nosaukums ir iezīmēts ar melnu fonu. Piem., izvēlnē SAVE / REC ir divas lauku grupas: Setup un Signal. Vispirms izvēlās grupu un tad zemāk var mainīt šīs grupas lauku parametrus. Šādas grupas ir taustiņiem SAVE / REC., MESSUNG un TRIGGER Izvēļņu un vadības taustiņi SAVE / REC. parāda parametru un signālu saglabāšanas / nolasīšanas izvēlni MESSUNG parāda automātiskās mērīšanas izvēlni ERFASSUNG parāda satveršanas izvēlni DISPLAY parāda displeja režīmu regulācijas izvēlni CURSOR parāda kursora izvēlni. DIENSTPGM. parāda apkalpošanas parogrammas izvēlni AUTOSET automātiski ieregulē osciloskopa parametrus optimālai ieejas signāla attēlošanai HARDCOPY palaiž drukāšanas procesu (Nepieciešams paplašinājuma modulis ar RS-232 portu). RUN / STOP uzsāk un pārtrauc signāla saķeršanu. 7

48 Vertikālā izvērse CH1 un CH2, CURSOR1 &CURSOR2 POSITION pozicionē signālu vertikāli. Ja ieslēgta kursoru izvēlne un redzami kursori, tos var pozicionēt. CH1 un CH2 MENU parāda kanālu izvēlni, kā arī ieslēdz vai izslēdz kanālus. VOLTS / DIV ļauj mainīt izvērsi pa vertikāli MATH MENU parāda matemātisko darbību ar signāliem izvēlni, kā arī ieslēdz vai izslēdz matemātiski apstrādātu signālu Horizontālā izvērse POSITION uzstāda abu kanālu un matemātiskā signāla horizontālo pozīciju signālu HORIZONTAL MENU parāda horizontālo izvēlni SEC / DIV ļauj mainīt horizontālo izvērsi Sinhronizācijas vadība PEGEL un HOLDOFF šai regulācijas pogai ir divi pielietojumi: sinhronizācijas līmeņa (PEGEL) ieregulēšana, lai panāktu stabulu signāla attēlu uz ekrāna satveršanas (HOLDOFF) laika intervāla ieregulēšana, ja signāla mērīšana nenotiek nepārtraukti, bet noteiktos laika intervālos Mērīšanas intervāls Mērīšanas intervāls Mērīšanas intervāls Sinhronizācijas līmenis Sinhronizācijas punkti Satveršanas intervāls Satveršanas intervāls Satveršanas intervāls TRIGGER MENU parāda uz displeja sinhronizācijas izvēlni PEGEL AUF 50% - sinhronizācijas līmenis tiek ieregulēts pa vidu starp max un min signāla vērtībām TRIGGER ZWANG tiek uzsākta sinhronizācija, neatkarīgi no sinhronizācijas signāla. TRIGGER VIEW ieejas signāla vietā parāda sinhrosignālu, kamēr poga ir nospiesta. 8

49 Mērīšana ar osciloskopu Līdzspriegumu mērīšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot barošanas spriegumu U B = +7 V. Izmērīt U B ar multimetru. U B = V M1 Osciloskopa signāla ieeju CH1 pieslēgt masai (režīms GND) un ar regulatora POSITION palīdzību ieregulēt nobīdi uz nulles (viduslīnija rastrā). M2 Ieregulēt mērījumam A nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar A. M3 Ieregulēt mērījumam B nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar B. M4 Ieregulēt mērījumam C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar C. 2,5 25 2,5 M5 Ieregulēt mērījumam D nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības. Iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to ar D. A1 No rastrā iezīmētajiem mērījumiem (M2 līdz M5) noteikt signāla nobīdi h, un zinot vertikālās izvērses lielumu Y aprēķināt izmērīto spriegumu. Mērījums A: U R6 = Y A h A = 2 V / Div = V Mērījums B: U R6 = Y B h B = 5 V / Div = V Mērījums C: U R6 = Y C h C = 10 V / Div = V 1

50 Mērījums D: U R6 = Y D h D = 5 V / Div = V Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi 2

51 J1 Kāpēc mērījuma D gadījumā tika iegūt sprieguma vērtība U R6 = 0 V? Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi ATBILDE: J2 Pie kādas Y izvērses iespējams visprecīzāk noteikt mērāmo vērtību U R6? ATBILDE: Y = V / Div J3 Kā mērāmā signāla U R6 izskatu uz osciloskopa ekrāna ietekmē atšķirīgas horizontālās izvērses X vērtības (mērījumi A, B un C)? ATBILDE: J4 Kā mainīsies mērāmais signāls osciloskopa ekrānā, ja tiks samainīti vietām osciloskopa mērtausta izvadi? ATBILDE: Maiņsprieguma mērīšana B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. Padot shēmas ieejā sinusformas spriegumu u ess = 16 V, / 100 Hz. M2 Ieregulēt mērījumiem A, B un C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Katru reizi iezīmēt sprieguma U R6 mērījumu rastrā un apzīmēt labajā pusē to attiecīgi ar A, B un C. 3

52 J1 Kāpēc mērījumu A un C rezultāti ir līdzīgi, bet mērījuma B rezultāts atšķirīgs? ATBILDE: J2 Kāpēc, mērot simetrisku maiņspriegumu, mērījumu rezultāts, pārslēdzot no AC uz DC, paliek nemainīgs? ATBILDE: M3 Pieslēgt paralēli osciloskopam multimetru. Ar osciloskopa palīdzību uzstādīt tabulā dotās sprieguma U R6SS un frekvences f vērtības. Izmērīt ar multimetru atbilstošās sprieguma vērtības un ierakstīt tabulā. f U R6SS U R6 Mērījums A 100 Hz 14 V Mērījums B 120 Hz 20 V Mērījums C 80 Hz 8 V Mērījums D 50 Hz 6 V A1 Izmantojot M3 tabulas datus, aprēķināt attiecību U R6SS pret U R6 mērījumiem A, B, C, D. U R6SS V Mērījums A: = = U R6 V U R6SS V Mērījums B: = = U R6 V U R6SS V Mērījums C: = = U R6 V U R6SS V Mērījums D: = = U V R6 J3 Kādu sprieguma vērtību uzrāda osciloskops? ATBILDE: (max-vērtību / max-max-vērtību / efektīvo vērtību) J4 Kādu sprieguma vērtību uzrāda multimetrs? ATBILDE: (max-vērtību / max-max-vērtību / efektīvo vērtību) 4

53 5 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

54 Mērīšana ar osciloskopu Signāla perioda un frekvences mērīšana 4 10 B1 Izveidot attēlā redzamo shēmu, izmantojot eksperimentu plati I-S1. R M1 Padot shēmas ieejā taisnstūra formas spriegumu u es = 5 V / 1 khz, t i / t p = 1. Ieregulēt mērījumam nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Ieregulēt ģeneratoru tā lai ieejas signāls u e atbilstu rastrā iezīmētajam. A1 No rastra noteikt tabulā dotās vērtības. u R56max = V t i = ms u R56min = V t p = ms T = ms f 1 = = Hz T 1

55 M3 Ieregulēt mērījumiem A, B un C nepieciešamās AC/DC, kā arī X un Y izvērses vērtības (skatīt zem rastra). Katram mērījumam ieregulēt ģeneratoru tā, lai signāls uz osciloskopa ekrāna atbilstu rastrā iezīmētajam. Katram mērījumam ierakstīt tabulā ģeneratora izejas sprieguma un frekvences vērtības. Mērījums U R56max / V f / Hz A B C D A5 No signāla formas rastrā un mērījumos A, B, C un D izmantotajiem osciloskopa horizontālās izvērses X parametriem aprēķināt signāla periodu T un frekvenci f. 2

56 3 Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

57 Spriegums, strāva, pretestība. Oma likums Noslēgtā strāvas ķēdē caur savienojošiem vadītajiem un patērētāju (slodzi) plūst strāva, kas rodas pateicoties sprieguma avota spriegumam. Strāvas stiprums ir atkarīgs no gan no sprieguma, gan savienojošo vadītāju un patērētāja elektriskās pretestības. Vadītāja elektriskā pretestība R ir atkarīga no: tā garuma l, šķērsgriezuma laukuma S un vadītāja materiāla īpatnējās pretestības ρ Sakarību starp elektriskajai ķēdei pielikto spriegumu, kēdes pretestību un tajā plūstošo strāvu nosaka Oma likums: U = I R ; U I = ; R U R = I l R = ρ S Pretestības mērvienība ir Oms (1Ω): 1 Ω = 1V 1A Elektriskais darbs, elektriskā jauda Elektriskais darbs tiek paveikts, ja spriegums U pārvieto elektrisko lādiņu Q, ko apraksta formula: Elektriskais darbs = Elektriskais spriegums Lādiņa lielums W = U Q Strāvas ķēdē elektrisko darbu apraksta formula: W = U I t Elektriskā darba mērvienība: 1V 1A 1s = 1Ws = 1J ( Joule) Lielākam enerģijas daudzumam parasti izmanto mērvienību kilovatstunda: 6 1kWh = 3,6 10 Ws Elektriskais darbs nav piemērots elektroierīču tehnisko parametru definēšanai, jo viens un tas pats darbs var tikt paveikts ar lielāku strāvu īsākā laika posmā vai mazāku strāvu ilgākā laika posmā. Daudz pilnīgāk iekārtu tehniskos parametrus var raksturot ar elektriskās jaudas P palīdzību: Jaudas mērvienība ir vats 1 W = 1V A P W = t U I t = t = U I Jauda, izteikta caur Oma likumu: U P = R 2 = I 2 R

58 Sprieguma un strāvas efektīvā vērtība Iekārtu, ierīču montāža un mērījumi

59 Pretestību vērtību nominālu rindas E6 E12 E24 E48 E96 ± 20% ± 10% ± 5% ± 2% ± 1% 1,0 1,0 1,2 1,0 1,1 1,2 1,3 1,00 1,05 1,10 1,15 1,21 1,27 1,33 1,40 1,47 1,00 1,02 1,05 1,07 1,10 1,13 1,15 1,18 1,21 1,24 1,27 1,30 1,33 1,37 1,40 1,43 1,47 1,5 1,5 1,8 2,2 2,2 2,7 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 1,54 1,62 1,69 1,78 1,87 1,96 2,05 2,15 2,26 2,37 2,49 2,61 2,74 2,87 3,01 3,16 1,50 1,54 1,58 1,62 1,65 1,69 1,74 1,78 1,82 1,87 1,91 1,96 2,00 2,05 2,10 2,15 2,21 2,26 2,32 2,37 2,43 2,49 2,55 2,61 2,67 2,74 2,80 2,87 2,94 3,01 3,09 3,16 3,24 E6 E12 E24 E48 E96 ± 20% ± 10% ± 5% ± 2% ± 1% 3,3 3,3 3,9 3,3 3,6 3,9 4,3 3,32 3,48 3,65 3,83 4,02 4,22 4,42 4,64 3,32 3,40 3,48 3,57 3,65 3,74 3,83 3,92 4,02 4,12 4,22 4,32 4,42 4,53 4,64 4,7 4,7 5,6 6,8 6,8 8,2 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1 4,87 5,11 5,36 5,62 5,90 6,19 6,49 6,81 7,15 7,50 7,87 8,25 8,66 9,09 9,53 4,75 4,87 4,99 5,11 5,23 5,36 5,49 5,62 5,76 5,90 6,04 6,19 6,34 6,49 6,65 6,81 6,98 7,15 7,32 7,50 7,68 7,87 8,06 8,25 8,45 8,66 8,87 9,09 9,31 9,53 9,76 Pretestību kliedējamā jauda P vatos [W]: 0,05 0,1 0,125 0,25 0,33 0,5 1 2

60 Drošības tehnika Elektroierīču barosanas tīkla spriegums 230 V ir bīstams dzīvībai un veselībai. Laboratorijā rīkoties tā, lai nekādos apstākļos nenonāktu tiešā kontaktā ar atkailinātiem vadiem, kas pieslēgti barošanas tīklam. Bez pasniedzēja atļaujas neieslēgt un neizslēgt elektroniskās iekārtas. Ja klasē noticis nelaimes gadījums vai elektroiekārtu bojājuma dēļ radušies aizdegšanās draudi, atslēgt elektrisko tīklu, nospiežot SARKANO avārijas atslēgšanas pogu. Vienmēr uzturēt kārtībā darba vietu, nenovietot grāmatas, burtnīcas vai citus priekšmetus uz elektroiekārtu ventilācijas atverēm Elektronisko shēmu montāžu un mērinstrumentu pieslēgšanu veikt tikai saskaņā ar saņemtajām instrukcijām vai darba uzdevumu Barošanas avotu shēmai pieslēgt tikai pēc tam, kad pabeigta shēmas montāža, jebkuras izmaiņas shēmā veikt tikai un vienīgi pie atslēga barošanas avota. Pabeidzot darbu demontēt shēmu un sakārtot darba vietu, saskaņā ar paraugu; pēc pasniedzēja prasības nodot elektronikas komponentes un mēraparatūru. Mērīšanas tehnika Pievienot mēraparātam kabeļus (plus spailei parasti sarkanu, mīnus spailei tumšas krāsas) Ieslēgt mēraparātu uz nepieciešamo mērīšanas režīmu Veikt mēraparātam 0-lles kompensāciju Izvēlēties mērīšanas diapazonu, parasti, ja nav zināma mērāmā elektriskā lieluma vērtība, izvēlēties lielāko (maksimālo) mērīšanas diapazonu Pievienot mēraparāta taustus mērāmajiem punktiem shēmā pagaidīt, kamēr nostabilizējas mēraparāta rādījums, tad nolasīt to. 4

61 Drošības tehnika Elektroierīču barosanas tīkla spriegums 230 V ir bīstams dzīvībai un veselībai. Laboratorijā rīkoties tā, lai nekādos apstākļos nenonāktu tiešā kontaktā ar atkailinātiem vadiem, kas pieslēgti barošanas tīklam. Bez pasniedzēja atļaujas neieslēgt un neizslēgt elektroniskās iekārtas. Ja klasē noticis nelaimes gadījums vai elektroiekārtu bojājuma dēļ radušies aizdegšanās draudi, atslēgt elektrisko tīklu, nospiežot SARKANO avārijas atslēgšanas pogu. Vienmēr uzturēt kārtībā darba vietu, nenovietot grāmatas, burtnīcas vai citus priekšmetus uz elektroiekārtu ventilācijas atverēm Elektronisko shēmu montāžu un mērinstrumentu pieslēgšanu veikt tikai saskaņā ar saņemtajām instrukcijām vai darba uzdevumu Barošanas avotu shēmai pieslēgt tikai pēc tam, kad pabeigta shēmas montāža, jebkuras izmaiņas shēmā veikt tikai un vienīgi pie atslēga barošanas avota. Pabeidzot darbu demontēt shēmu un sakārtot darba vietu, saskaņā ar paraugu; pēc pasniedzēja prasības nodot elektronikas komponentes un mēraparatūru. 1

62 Mērīšanas tehnika Pievienot mēraparātam kabeļus (plus spailei parasti sarkanu, mīnus spailei tumšas krāsas) Ieslēgt mēraparātu uz nepieciešamo mērīšanas režīmu Veikt mēraparātam 0-lles kompensāciju Izvēlēties mērīšanas diapazonu, parasti, ja nav zināma mērāmā elektriskā lieluma vērtība, izvēlēties lielāko (maksimālo) mērīšanas diapazonu Pievienot mēraparāta taustus mērāmajiem punktiem shēmā pagaidīt, kamēr nostabilizējas mēraparāta rādījums, tad nolasīt to. 2

63 Digitālais multimetrs HIOKI Režīmu AC/DC; pārslēdzējs 2. Mērījuma satveršana Funkciju pārslēdzējs 4. "+" spaile " - " spaile Ω, mka, ma spaile A spaile Diapazonu pārslēdzējs es iestādīšana 10. Norises indikators Satveršanas indikators 12. LP Ω indikators 13. ADJ indikators " - " indikators 15. Baterijas izlādes indikators AUTO indikators Mērīšanas tehnika Pievienot mēraparātam kabeļus (plus spailei parasti sarkanu, mīnus spailei tumšas krāsas) Ieslēgt mēraparātu uz nepieciešamo mērīšanas režīmu spriegums, strāva, pretestība, u.t.t. Veikt mēraparātam 0-lles kompensāciju Izvēlēties mērīšanas diapazonu, parasti, ja nav zināma mērāmā elektriskā lieluma vērtība, izvēlēties lielāko (maksimālo) mērīšanas diapazonu Mērot spriegumu vai strāvu, izvēlēties atbilstošu režīmu: o DC līdzsprieguma vai līdzstrāvas mērīšanai; o AC - maiņsprieguma vai maiņstrāvas mērīšanai; Pievienot mēraparāta taustus mērāmajiem punktiem shēmā Pagaidīt, kamēr nostabilizējas mēraparāta rādījums, tad nolasīt to.