ΑΣΚΗΣΗ 8 Παλμογράφος

Transcript

1 Σκοπός ΑΣΚΗΣΗ 8 Παλμογράφος Στο πείραμα αυτό μελετάται η λειτουργία και η χρήση του παλμογράφου και περιλαμβάνει μια σειρά εργαστηριακών ασκήσεων για εξάσκηση της χρήσης του σαν όργανο μέτρησης στον τομέα των ηλεκτρικών μετρήσεων. Επίσης περιγράφονται τα συνηθέστερα είδη εργαστηριακών παλμογράφων και δίνονται οι τεχνικές προδιαγραφές ενός μοντέλου παλμογράφου που χρησιμοποιείται στο Εργαστήριο Φυσικής Θεωρητικό Υπόβαθρο Επεξήγηση των διακοπτών ρύθμισης του Παλμογράφου

2

3 Για να δείτε στην οθόνη του παλμογράφου το ηλεκτρικό σήμα που δείχνει τη στάθμη της μηδενικής τάσης στον παλμογράφο πραγματοποιείστε τους παρακάτω χειρισμούς: Ανάψτε τον παλμογράφο Γυρίστε το κουμπί intensity στο μέσον της διαδρομής Γυρίστε το κουμπί focus στο μέσον της διαδρομής Τοποθετήστε τον διακόπτη AC-GND-DC στη θέση AC Τοποθετήστε τον διακόπτη auto/manual στη θέση auto Τοποθετήστε τον ρυθμιστή time/div στη θέση 5 msec Τοποθετήστε τον ρυθμιστή volts/div στη θέση 0,2 V/sec Πως συνδέεται ο παλμογράφος σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα Η σύνδεση συνήθως γίνεται μέσω ενός ομοαξονικού καλωδίου που συνοδεύει τον παλμογράφο από τον κατασκευαστή. Η μια άκρη του ομοαξονικού καλώδιου φέρει βύσμα τύπου BNC και η άλλη άκρη του φέρει δύο ακροδέκτες με βύσματα τύπου μπανάνας. Η μια μπανάνα είναι μαύρη και η άλλη κόκκινη. Η BNC υποδοχή συνδέεται στον παλμογράφο στηνείσοδο του καναλιού Ι η ΙΙ. Ο μαύρος ακροδέκτης μπανάνα συνδέεται πάντα στη γη (κοινό σημείο) του κυκλώματος. Ο κόκκινος συνδέεται στο σημείο που θέλουμε να πάρουμε το ηλεκτρικό σήμα. Προσοχή στη σύνδεση του παλμογράφου. Εάν η σύνδεση γίνει λάθος π.χ. ο κόκκινος ακροδέκτης συνδεθεί στη γη (κοινό σημείο) του κυκλώματος δεν θα μπορέσετε να δείτε το σήμα στην οθόνη του παλμογράφου. Περιγραφή του παλμογράφου Ο παλμογράφος είναι ένα από τα πιο χρήσιμα ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης ενός εργαστηρίου ηλεκτρονικών γιατί παρέχει οπτική απεικόνιση των ηλεκτρικών σημάτων που μελετά. Χρησιμοποιείται ευρύτατα σε πολλούς τομείς της έρευνας και της τεχνολογίας. Χρησιμοποιείται για την παρατήρηση και τη μέτρηση ορισμένων χαρακτηριστικών μεγεθών

4 ενός ηλεκτρονικού ή ηλεκτρικού κυκλώματος. Μερικά από τα χαρακτηριστικά αυτά μεγέθη είναι: Το σχήμα μιας κυματομορφής Το χρόνο και ειδικότερα τη συχνότητα μιας κυματομορφής Το πλάτος μιας κυματομορφής Τη διαφορά φάσης μεταξύ δύο κυματομορφών Τα περισσότερα όργανα που μετρούν τάσεις χρησιμοποιούν μηχανικά μέσα έχουν μεγάλη αδράνεια και δεν μπορούν να παρακολουθήσουν γρήγορες μεταβολές και, για το λόγο αυτό, δε μετρούν στιγμιαίες τιμές τάσης αλλά μέσες ή ενεργές τιμές. Αντίθετα, στον παλμογράφο δεν υπάρχουν μηχανικά κινούμενα μέρη. Το «κινητό» μέρος είναι η δέσμη των ηλεκτρονίων, που έχει αμελητέα «αδράνεια» και γι' αυτό είναι σε θέση να απεικονίζει γρήγορες μεταβολές της τάσης. Περιγραφή της εσωτερικής λειτουργίας του παλμογράφου Το κυριότερο εξάρτημα κάθε παλμογράφου είναι ο σωλήνας καθοδικών ακτίνων ή καθοδικός σωλήνας, που ως προς την αρχή λειτουργίας του μοιάζει με εκείνον της συσκευής τηλεόρασης (Σχ. 1). Αποτελείται από ένα γυάλινο σωλήνα, ο οποίος στο ένα άκρο του έχει μία κάθοδο (Κ), ενώ κατά το άλλο άκρο του διευρύνεται, σχηματίζοντας χοάνη και καταλήγει σε μία σχεδόν επίπεδη φθορίζουσα επιφάνεια, την οθόνη (Ο). Η παραγωγή των ηλεκτρονίων οφείλεται στη θερμιονική εκπομπή της καθόδου (Κ), που θερμαίνεται από το νήμα (Ν). Τα ηλεκτρόνια αυτά έλκονται από την άνοδο (Α) που έχει σχήμα κυλίνδρου ή δίσκου με μια μικρή τρύπα στη μέση, και βρίσκεται σε δυναμικό θετικό κατά μερικές χιλιάδες Volt ως προς την κάθοδο. Αμέσως μετά την κάθοδο υπάρχει ένα μεταλλικό πλέγμα (G), σε μεταβλητό αρνητικό δυναμικό ως προς την κάθοδο, που αφ' ενός συγκεντρώνει τα ηλεκτρόνια προς το κέντρο της ανόδου και αφ' ετέρου, με κατάλληλη ρύθμιση του αρνητικού δυναμικού, ελέγχει την ένταση της ηλεκτρονικής δέσμης. Μια βοηθητική άνοδος (Α1) μεταξύ ανόδου και καθόδου βρίσκεται σε ενδιάμεσο θετικό μεταβλητό δυναμικό και με τη ρύθμιση του δυναμικού αυτού επιτυγχάνεται η εστίαση της δέσμης πάνω στην οθόνη. 'Όσα ηλεκτρόνια περάσουν μέσα από την τρύπα της ανόδου σχηματίζουν μία λεπτή δέσμη, η οποία, όταν συναντήσει την οθόνη, διεγείρει το φθορίζον υλικό της με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας φωτεινής κηλίδας. Μετά την άνοδο υπάρχει ένα ζευγάρι από οριζόντια πλακίδια (Υ) και ένα ζευγάρι κατακόρυφα πλακίδια (Χ), που είναι τοποθετημένα έτσι, ώστε η δέσμη των ηλεκτρονίων να περνάει ανάμεσά τους όπως φαίνεται στο Σχ. 1. Αν μεταξύ των πλακιδίων Χ εφαρμοστεί μία συνεχής διαφορά δυναμικού, το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται είναι οριζόντιο και προκαλεί μία αντίστοιχη οριζόντια απόκλιση της κηλίδας πάνω στην οθόνη, ανάλογη της τάσης που εφαρμόζεται στα πλακίδια Χ. Αντίστοιχα, εφαρμογή μιας συνεχούς διαφοράς δυναμικού μεταξύ των πλακιδίων Υ, προξενεί μία κατακόρυφη απόκλιση της ηλεκτρονικής δέσμης και συνεπώς και της φωτεινής κηλίδας και πάλι ανάλογη της εφαρμοζόμενης τάσης. Επομένως, αν σχεδιάσουμε μία κατάλληλη κατακόρυφη (ή οριζόντια) κλίμακα πάνω στην οθόνη, θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα πλακίδια Υ (ή Χ) του παλμογράφου για τη μέτρηση τάσεων (βολτόμετρο).

5 Προφανές είναι τώρα ότι, αν στα πλακίδια Χ (ή Υ) εφαρμοστεί μία εναλλασσόμενη τάση, η φωτεινή κηλίδα θα πηγαινοέρχεται δεξιά-αριστερά (πάνω-κάτω), ακολουθώντας πιστά τις αυξομειώσεις της τάσης. 'Όταν η συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης είναι μικρή, το μάτι μας προλαβαίνει να παρατηρήσει την ταλάντωση της κηλίδας. 'Οταν όμως η συχνότητα είναι μεγάλη (μεγαλύτερη των 10Hz) δεν προφταίνουμε να δούμε τις διαδοχικές θέσεις της κηλίδας και το μόνο που θα βλέπουμε είναι μία οριζόντια (κατακόρυφη) γραμμή. Η κυματομορφή (τάση) που θέλουμε να μελετήσουμε εφαρμόζεται εν γένει στα πλακίδια Υ, ενώ αντίθετα στα πλακίδια Χ εφαρμόζουμε συνήθως «σάρωση» (δηλαδή μια πριονωτή τάση), για να «αναπτύξουμε» στο χρόνο την κυματομορφή των πλακιδίων Υ. 'Όλοι οι παλμογράφοι περιέχουν εσωτερικά μία ηλεκτρονική διάταξη που παράγει πριονωτή τάση (Σχ. 2). 'Όταν εφαρμοστεί η πριονωτή τάση στα πλακίδια Χ του καθοδικού σωλήνα, το ηλεκτρικό πεδίο στο χώρο μεταξύ των πλακιδίων μεταβάλλεται γραμμικά με το χρόνο, οπότε η κηλίδα μετακινείται οριζόντια προς τα δεξιά πάνω στην οθόνη και, επειδή η μετακίνηση είναι ανάλογη της τάσης και η τάση ανάλογη του χρόνου, στην πραγματικότητα η μετακίνηση

6 πάνω στην οθόνη είναι ανάλογη του χρόνου. Η μετακίνηση της κηλίδας γίνεται συνεπώς με σταθερή ταχύτητα σε όλη τη διάρκεια T της ανόδου της πριονωτής τάσης. Μετά όμως από χρόνο μιας περιόδου η κηλίδα ξαναεμφανίζεται αμέσως αριστερά (Τ2>>T1) στην αρχική της θέση, για να συνεχίσει και πάλι την οριζόντια κίνησή τη προς τα δεξιά. Σύντομη περιγραφή των εισόδων σήματος του Παλμογράφου (Κανάλια Ι και ΙΙ) Ο παλμογράφος επιτρέπει συγχρόνως την οπτικοποίηση δύο διαφορετικών ηλεκτρικών σημάτων σε συνάρτηση με τον χρόνο (εισάγονται από τις εισόδους Y1 και Y2, βλέπε 24/37 διακόπτες στην φωτογραφία του πάνελ του παλμογράφου) και την μελέτη ενός ηλεκτρικού σήματος σε συνάρτηση με ένα άλλο (χρήση X-Y σύζευξης). Ο παλμογράφος έχει δύο εισόδους την Y1 και την Y2, που ονομάζονται κανάλι Y1 ή CHI και κανάλι Y2 ή CHII. Αυτές οι είσοδοι χρησιμοποιούνται και σαν X και Y στην X-Y σύζευξη. Επειδή η οθόνη είναι κοινή και για τις δύο εισόδους μπορεί να απεικονισθούν και οι δύο είσοδοι ταυτόχρονα ενεργοποιώντας το κουμπί DUAL, ή και ξεχωριστά αν ενεργοποιηθεί το κουμπί CHI ή το CHII. Επιπλέον υπάρχει η είσοδος EXT, διακόπτης Νο 14 στο πάνελ. Είναι μια είσοδος για εξωτερικό συγχρονισμό (External Triggering). Ρύθμιση των εισόδων ανάλογα το είδος του σήματος που εισάγεται (Σύζευξη AC, DC, GD ) 1. Στην σύζευξη DC επιτρέπεται η είσοδος σημάτων από 0 έως 10 MHz. Στην οθόνη απεικονίζονται οι συνιστώσες AC και DC ενός ηλ. σήματος, Σχ. 3 (α). Ο παλμογράφος τίθεται σε λειτουργία ενισχυτή DC τάσης (σύζευξη DC) μόνο όταν τα σήματα είναι σε πολύ χαμηλές συχνότητες ή όταν χρειάζεται η μέτρηση των συνεχών συνιστωσών του σήματος. Στις πολύ χαμηλές συχνότητες (1.6 Hz), σε λογικά ή παλμικά σήματα, ή σε καθαρά DC σήματα, συστήνεται η DC σύζευξη. 2. Στην σύζευξη ΑC ένα φίλτρο εξαλείφει τις συνεχείς συνιστώσες. Στην οθόνη απεικονίζονται μόνο οι συνιστώσες AC ενός ηλεκτρικού σήματος, Σχ. 3 (β). 3. Στην σύζευξη GD, ο κατακόρυφος έλεγχος, Y-POS, δίνει την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί η οριζόντια φωτεινή γραμμή του παλμογράφου σαν γραμμή αναφοράς της τάσης της γείωσης πριν από κάποια μέτρηση. Μπορεί να τοποθετηθεί κάτω ή πάνω από την κεντρική οριζόντια γραμμή της οθόνης, αντιστοιχώντας μετρήσεις θετικής ή αρνητικής τάσης σε σχέση με το δυναμικό της γείωσης.

7 Η οθόνη του παλμογράφου Στην οθόνη του παλμογράφου έχει σχεδιασθεί ένα πλέγμα που είναι διαιρεμένο σε τετράγωνα πλευράς 1 cm. Το 1 cm είναι διαιρεμένο σε 5 υποδιαιρέσεις, άρα η μικρότερη υποδιαίρεση δηλώνει 0.2 cm. Το κατακόρυφο μήκος του πλέγματος μετατρέπεται σε τάση (V, mv) πολλαπλασιάζοντας με την ένδειξη του συντελεστή τάσης VOLT/DIV. Το οριζόντιο μήκος του πλέγματος μετατρέπεται σε χρόνο (ms, μs) πολλαπλασιάζοντας με την ένδειξη του συντελεστή χρόνου TIME/DIV. o o o Όταν δεν έχετε εισάγει ηλεκτρικό σήμα στον παλμογράφο, στην οθόνη του πρέπει να φαίνεται μια οριζόντια φωτεινή γραμμή αναφοράς, κατά μήκος της οθόνης, που αναπαριστά την μηδενική τάση (δηλαδή την τάση γείωσης). Αυτή η γραμμή μπορεί να μετακινηθεί σε οποιαδήποτε περιοχή της οθόνης με τα περιστροφικά κουμπιά Χ, Y position. Συνήθως την τοποθετείτε στη μέση της οθόνης όταν θέλετε να μελετήσετε εναλλασσόμενο σήμα και στο κάτω μέρος της οθόνης για μελέτη θετικών συνεχών σημάτων. Αν στην οθόνη σας απεικονίζεται μόνο μια φωτεινή κηλίδα πιθανό να σημαίνει οτι πρέπει να απενεργοποιήσετε τη X-Y σύζευξη. Αν στην οθόνη σας απεικονίζεται μέρος φωτεινής γραμμής πιθανό να σημαίνει ότι πρέπει να απενεργοποιήσετε την επιλογή TEST COMPONENT. Μετρήσεις του πλάτους τάσης Γενικά στην μηχανική των ηλεκτρονικών, οι τιμές των εναλλασσόμενων δυναμικών αναφέρονται σε ενεργές τιμές (rms = ρίζα της μέσης τιμής). Στις μετρήσεις με τον παλμογράφο μπορεί να μετρηθεί πάνω στο πλέγμα της οθόνης του παλμογράφου, στην κατακόρυφη διεύθυνση, η τάση από κορυφή σε κορυφή (peak to peak, Vpp). Αυτή αντιστοιχεί στην πραγματική διαφορά δυναμικού μεταξύ του μεγαλύτερου θετικού και του ελάχιστου αρνητικού σημείου της κυματομορφής. Για τα ημιτονοειδή ηλεκτρικά σήματα ισχύει:

8 Η σχέση μεταξύ των διαφορετικών εκφράσεων της τάσης δείχνονται στο Σχ.1.4 (α). Το μέτρο της τάσης είναι το γινόμενο του μήκους του πλέγματος DIV επί τον επιλεγμένο συντελεστή VOLTS/DIV. Μετρήσεις χρόνου (περίοδος) και διαφοράς φάσης Στις μετρήσεις με τον παλμογράφο μπορεί να μετρηθεί πάνω στο πλέγμα της οθόνης του παλμογράφου, στην οριζόντια διεύθυνση, ο χρόνος. Η τιμή του χρόνου είναι το γινόμενο του μήκους του πλέγματος DIV επί τον επιλεγμένο συντελεστή χρόνου TIME/DIV. Η διαφορά φάσης σε μοίρες υπολογίζεται από όπου t είναι η απόσταση μεταξύ των δύο κορυφών και Τ η περίοδος.

9 Πειραματικό Μέρος Όργανα και Υλικά που θα χρησιμοποιηθούν Παλμογράφος, Γεννήτρια AC και DC σήματος, κατάλληλα καλώδια για την εισαγωγή των σημάτων στον παλμογράφο. Αναγνώριση του panel ελέγχου του παλμογράφου Ο παλμογράφος είναι αποσυνδεμένος από την πρίζα (power off). Αναγνωρίσετε στον παλμογράφο σας τα κουμπιά ελέγχου που εικονίζονται στην 1 η σελίδα της Άσκησης του Παλμογράφου. Για το πειραματικό μέρος αναφέρονται διάφορες μεθοδολογίες. Σε συνεννόηση με τον υπεύθυνο διεξαγωγής της άσκησης επιλέγονται οι παρακάτω μεθοδολογίες μέτρησης: Εναλλασσόμενο (AC) σήμα Για να πειραματιστείτε στην απεικόνιση ενός AC σήματος στον παλμογράφο χρησιμοποιήσετε σαν σήμα εισόδου του παλμογράφου την έξοδο μιας γεννήτριας AC (~), πχ ημιτονοειδούς σήματος. Το σήμα το εισάγεται σε ένα από τα δύο κανάλια του παλμογράφου, πχ στο κανάλι Ι, χρησιμοποιώντας το κατάλληλο καλώδιο. Επειδή οι είσοδοι του παλμογράφου είναι βύσματα τύπου BNC, θα πρέπει και τα καλώδια που οδηγούν τα σήματα στις εισόδους του παλμογράφου να καταλήγουν σε βύσματα τύπου BNC. Αν τα καλώδια καταλήγουν σε βύσμα άλλου τύπου, πχ «μπανάνας», χρειάζεται ένας μετατροπέας μπανάνας σε BNC. Επιλέξετε να απεικονίζεται στην οθόνη μόνο το κανάλι που έχετε εισάγει το προς μελέτη σήμα. Επιλέξετε από την συσκευή της γεννήτριας του ημιτονοειδούς σήματος μια τυχαία συχνότητα, πχ της τάξης 1 khz. (Η συχνότητα επιλέγεται από το panel της γεννήτριας, από τα κουμπιά ελέγχου με την ένδειξη Frequency, ενώ το πλάτος της από το κουμπί με την ένδειξη Amplitude). Για να δείτε καλή εικόνα του σήματος εισόδου στην οθόνη, θα πρέπει να ρυθμίσετε επιπλέον την φωτεινότητα και την εστίαση της φωτεινής δέσμης, δηλαδή INTENS. (κουμπί 2 στο πάνελ) και FOCUS (κουμπί 4 στο πάνελ). Επίσης να τοποθετήσετε το σήμα στην οθόνη σας σε βολική θέση (κουμπιά X-POS και Υ-POS) και να φροντίσετε να απεικονισθούν δύο περίοδοι του σήματος στην οθόνη, δηλαδή να επιλεγεί η κατάλληλη κλίμακα VOLTS/DIV και ΤΙΜΕ/DIV. Παρατηρήσετε τις αλλαγές του σήματος όταν αλλάζετε τα control ενίσχυσης με τα κουμπιά 13, 33 στο πάνελ, σε διαφορετικές θέσεις. Όταν κάνετε μετρήσεις πρέπει τα control ενίσχυσης να βρίσκονται τελείως δεξιά, στην θέση CAL. Παρατηρήσετε τις αλλαγές του σήματος όταν αλλάζετε τους περιστροφικούς διακόπτες τάσης και χρόνου (κουμπιά 26, 12 στο πάνελ). Από το panel της AC γεννήτριας του εργαστηρίου αλλάξετε το σήμα εισόδου. Επιλέξετε σήμα διαφορετικής μορφής, πχ τετραγωνικό σήμα. Οι συχνότητες που θα επιλέξετε διαδοχικά να είναι διαφορετικής τάξης, πχ 10 khz, 100 khz, 1 MHz, 50 Hz.

10 Το πλάτος (Amplitude) να το διατηρήσετε ίδιο. Σκοπός σας θα είναι να απεικονίσετε το σήμα σας όσο καλύτερα γίνεται ώστε να είναι δυνατό να μετρηθεί. Ρυθμίστε την γεννήτρια συχνοτήτων ώστε να σας παρέχει ημιτονοειδές σήμα με συχνότητα f=2000 Hz και τυχαίο πλάτος V 0. Συνδέστε την έξοδο της γεννήτριας συχνοτήτων με το κανάλι Ι ή ΙΙ του παλμογράφου και ρυθμίστε τον παλμογράφο έτσι ώστε να παρατηρείτε καθαρά το ημιτονοειδές σήμα στην οθόνη του. Μετρήστε το πλάτος V0 και την περίοδο Τ του σήματος. V 0 =.. Volts, T =. Sec Μετρήστε με το πολύμετρο (σαν βολτόμετρο), στα άκρα της εξόδου της γεννήτριας συχνοτήτων, την ενεργή τιμή Vrms της τάσης (πλάτους) του σήματος. Vrms =.. Volts Συνεχές (DC) σήμα 1. Θέτουμε σε λειτουργία τον παλμογράφο POWER ON. ΠΡΟΣΟΧΗ τα εσωτερικά κουμπιά στα κουμπιά VOLTS/DIV και SEC/DIV πρέπει να είναι τελείως δεξιά στριµµένα αλλιώς οι ενδείξεις θα είναι λάθος. 2. Περιστρέφουμε το SEC/DIV στη θέση 1ms και στην οθόνη εμφανίζεται ευθεία γραµµή. 3. Με τα πλήκτρα INTENSITY και FOCUS ρυθμίζουμε την ένταση και εστιάζουμε αντίστοιχα τη δέσµη. Αν η γραµµή δεν είναι οριζόντια την περιστρέφουµε από το TRACE ROTATION,(βίδα Νο 4 δίπλα στην οθόνη) µε το µικρό κατσαβίδι που υπάρχει στη συσκευασία του παλµογράφου. 4. Με τα POSITION (VERTICAL και HORIZONTAL) µετακινούµε τη γραµµή στο µέσον της οθόνης. 5. Βάζουµε το διακόπτη AC/DC στη θέση DC του CH1 (X) (το κουµπί έξω). Προσοχή και το κουµπί CND έξω) 6. Συνδέουµε το καλώδιο probe στο CH1 (X). Το κεντρικό καλώδιο του probe συνδέεται µε τον θετικό πόλο της µπαταρίας και το εξωτερικό (γείωση) µε τον αρνητικό. 7. Μετράµε τις υποδιαιρέσεις στην οθόνη στον άξονα y (π.χ. 2,2), τις πολλαπλασιάζουµε µε τη θέση του διακόπτη VOLTS/DIV (π.χ. 2V) και βρίσκουµε την τάση (π.χ. 2,2x2=4,4V). 8. Μετράµε την τάση της κάθε µπαταρίας µε το πολύµετρο (βολτόµετρο) και συγκρίνουµε τις τιµές µε αυτές που πήραµε µε τον παλµογράφο. 9. Πέρας πειραματικής διαδικασίας Εναλλακτική πορεία 1. Αναγνωρίζουμε με προσοχή όλα τα κουμπιά της πρόσοψης του παλμογράφου. 2. Βεβαιωνόμαστε ότι λειτουργούν όλα τα ρυθμιστικά και ανοίγουμε τον παλμογράφο. 3. Συνδέουμε το Probe στην είσοδο κατακόρυφου ή στο ένα κανάλι και κάνουμε ρύθμιση για αυτόματη σάρωση (ή αλλιώς αυτόματο triggering). 4. Τοποθετούμε τα ρυθμιστικά POSITION, INTENSITY στο μέσον, έτσι ώστε στην οθόνη να εμφανιστεί μια οριζόντια φωτεινή γραμμή. Ο διακόπτης TIME/DIV πρέπει να βρίσκεται σε μια μέση θέση.

11 5. Ρυθμίζουμε το FOCUS ώστε να έχουμε την λεπτότερη κατά το δυνατόν γραμμή. 6. Συνδέουμε τη γεννήτρια στο Probe και τη ρυθμίζουμε με τη σειρά στις συχνότητες και στα πλάτη του πίνακα. 7. Ρυθμίζουμε τους διακόπτες SWEEP TIME/DIV, VOLTS/DIV για να έχουμε στην οθόνη σταθερή κυματομορφή. 8. Σχεδιάζουμε την κυματομορφή με ακρίβεια στο μιλιμετρέ και εν συνεχεία μετράμε την τάση Vp-p και την περίοδο Τ. 9. Υπολογίζουμε την συχνότητα (f) και την ενεργό τιμή της τάσης (Vrms). 10. Αποσυνδέουμε τη γεννήτρια από την είσοδο του παλμογράφου. 11. Ρυθμίζουμε τον παλμογράφο για τη μέτρηση DC τάσης. 12. Συνδέουμε και μετράμε την DC τάση που μας δίνεται. 13. Σημειώνουμε τις παρατηρήσεις μας. 14. Αποσυνδέουμε τον παλμογράφο. Επεξεργασία Μετρήσεων Εναλλασσόμενο (AC) σήμα Από την σχέση f =1/Τ (από την Τ που μετρήσατε) υπολογίστε την συχνότητα f. Συγκρίνετε την τιμή της συχνότητας f που υπολογίσατε με αυτήν των 2000 Hz. Από την σχέση V=V 0/2, (από την V 0 που μετρήσατε) υπολογίστε την ενεργή τιμή του πλάτους Vrms. Συγκρίνετε την ενεργή τιμή του πλάτους Vrms που υπολογίσατε με αυτήν που μετρήσατε με το πολύμετρο. Από τη σχέση ω = 2πf υπολογίστε γωνιακή συχνότητα ω του σήματος σας. ω =.rad/sec Από τη σχέση V (t ) V 0 sin(t ) γράψτε την εξίσωση που μας δίνει το πλάτος του συγκεκριμένου σήματος της γεννήτριας συχνοτήτων για κάθε χρονική στιγμή t. V (t) = Συνεχές (DC) σήμα Συμπληρώνουμε τις μετρήσεις µας: και τον παρακάτω πίνακα Συχνότητα(Hz) k 2k 4k 5k 10k 20k 40k 50k 100k Πλάτος(V)

12 Volts/div (κλίμακα) Div που μετρήσαμε Vp-p Ενεργός τιμή(v) Time/div (κλίμακα) Div που μετρήσαμε Περίοδος Σήματος(s) Βιβλιογραφία [1] Bell, D.A.: Electronic Instrumentation and Measurements, Reston (Prentice-Hall), Reston,VA, [2] Κινγκ, Ρ.-Ε.: Συστήματα Μετρήσεων, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ, Θεσσαλονίκη, [3] Webster, J.G. (Ed.): Electrical Measurement, Signal Processing, and Displays, CRC Press, Boca Raton FL, [Ουσιαστικά ένα είδος εγχειριδίου] [Συνιστάται θερμά!] [4] Sanderson, M. L.: Electrical Measurements, Chapter 27, pp , in W. Boyles, (Ed.): Instrumentation Reference Book, 4th Ed., Elsevier, [Χρήσιμη πηγή για κάθε είδους μέτρηση] [5] «Dictionnaire de Physique Experimentale», Tome IV L Electricite, Ed. Pierron, 1996, ISBN (Vol. 4). [6] «Manual Oscilloscope HM 303-4», HAMEG Instruments [7] [5 ] Application Notes από την Agilent (παρακαλώ ψάξτε και σε άλλους κατασκευαστές, π.χ. Fluke, Hameg, Tektronix, Metrix, Keithley Instruments, Megger, Honeywell, Gould, κλπ.): [8] Bentley, J.P.: Principles of Measurement Systems, 4th Edition, Pearson Education, Harlow, England, [Προχωρημένο, πολύ πλούσιο σε υλικό και τεχνικές] [9] Regtien, P.P.L.: Electronic instrumentation, 2nd edition, VSSD, Delft, The Netherlands, [10] Witte, R.A.: Electronic Test Instruments Analog and Digital [11] Fraden, J.: Handbook of Modern Sensors Physics, Designs, and Applications, 4th Edition, Springer, New York, 2010