Villamosságtan | Felsőoktatás » Markella-Molnár - Oszcilloszkóp és hangfrekvenciás generátor kezelési gyakorlat

KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR Műszertechnikai és Automatizálási Intézet MÉRÉSTECHNIKA LABORATÓRIUMI MÉRÉSEK ÚTMUTATÓ 5. sz mérés Oszcilloszkóp és hangfrekvenciás generátor kezelési gyakorlat Markella Zsolt - Molnár Zsolt Budapest 2005 224/04 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium 1. A mérés célja: A hangfrekvenciás generátor kezelőszerveinek megismerése, kezelésének elsajátítása. A fázisszög mérésének oszcilloszkóppal való elvégzésének elsajátítása. 2. A méréshez szükséges elmélet: Az előadáson elhangzottak és a méréstechnika jegyzet oszcilloszkópról és az oszcilloszkópos mérésekről szóló fejezetei továbbá a hangfrekvenciás generátorról szóló rész. Méréstechnika jegyzet (Szerk. Dr Horváth Elek) A felkészültségét ellenőrző főbb kérdések: 1. Ismertesse az oszcilloszkóppal, időeltérítéses üzemmódban történő fázisszögmérés menetét! 2.

Ismertesse az oszcilloszkóppal, Lissajous ábrával történő fázisszögmérés menetét! 3. Rajzolja fel a hangfrekvenciás generátor blokkvázlatát! 4. Adja meg milyen típusú generátor, melyik kimenetéről, milyen kezelőszerv beállítások mellett tud kivenni 10 mV feszültségű szinusz jelet! A hangfrekvenciás generátor blokkvázlata 2 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium 3. Mérési feladatok Minden mérési feladathoz készítsen mérési kapcsolási rajzot! A mérés folyamán minden feladatnál jegyezze le a megszerzett tapasztalatait és - ha lehetséges - rajzolja le az oszcilloszkópon látott ábrát! Ennél a mérésnél már az egyes mérési pontoknál önállóan kell eldöntenie, hogy mit kell feljegyeznie. A 4 mérésnél még részletes útmutatást adtunk, ezért, ha szükséges, lapozza fel azt az útmutatót. 3. 1 Ismerkedés a hangfrekvenciás generátor attenuátor kimenetével Állítson be 10 mV, majd 100 mV

effektív értékű, 1 kHz frekvenciájú színuszjelet a hangfrekvenciás generátoron. A feszültséget a generátor belső műszerével mérje! Csatlakoztassa az oszcilloszkópra és mérje meg a beállított paramétereket! Fontolja meg az osztó [Attenuator] használatának szükségességét! 3. 2 Ismerkedés a szimmetrikus és az aszimmetrikus jelekkel Aszimmetrikus kimenet Szimmetrikus kimenet (a földponton keresztül) 3 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium Mindig tartsa észben, hogy az oszcilloszkóp bemenete aszimmetrikus! Állítson be a hangfrekvenciás generátor 600 Ω-os kimenetén 500 Hz frekvenciájú 5 V amplitúdójú jelet, ezt csatlakoztassa az oszcilloszkópra: (A kezdeti beállítás után a mérés folyamán az oszcilloszkóp érzékenységét ne változtassa! A CH. I és a CH II csatornán azonos érzékenységet állítson be!) a) a generátor kimenetét aszimmetrikusan kötve a teljes tekercset az oszcilloszkóp CH.

I-es csatornájára csatlakoztassa b) a generátor kimenetét szimmetrikusan kötve a felső féltekercset az oszcilloszkóp CH. I-es csatornájára és az alsó féltekercset pedig a CH. II-esre csatlakoztassa, az oszcilloszkóp CHOP módban legyen c) a generátor kimenetét szimmetrikusan kötve a felső féltekercset az oszcilloszkóp CH. I-es csatornájára és az alsó féltekercset pedig a CH. II-esre csatlakoztassa, az oszcilloszkóp ADD üzemmódban legyen és kapcsolja be az INV.(invertálás) az egyik csatornára Léptékhelyesen ábrázolja a jeleket! A generátor feszültségmérője effektív értéket mutat, ezért - ha a jel amplitúdóját kívánja beállítani - a jel csúcstényezőjével ki kell számolnia azt. Ha a jelszintet nem állította át, az aszimmetrikus jel amplitúdója kétszerese lett a szimmetrikus jel egyik csatornán megfigyelhető feszültség értékének. 4 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium 3. 3

Fázisszög mérése oszcilloszkóppal A mérési kapcsolási rajz: Határozza meg a mérés határadatait, tehát számítsa ki a fenti kapcsolás amplitúdó- és fázismenetét. G ( s) = 1 sC U ki 1 = = 1 U be + R 1 + sRC sC T = RC = 10 −4 s ft = 1 10000 = Hz = 1591.5 Hz 2πT 2π au[dB] ft ft/10 10ft lg f -20 dB/dekád -20 φ[º] ft/10 -2/3 D ft +2/3 D 10ft lg f -45 -90°/ 4/3 dekád -90 Keresse meg az amplitúdó menet –3 dB-es pontját, az úgynevezett törésponti frekvenciát! A kimeneti jel itt az átviteli sávban mért értékének kb. 70 %-ára csökken, vagy ha a fázismenetet figyeli, a fázisszög változása itt 45°-os lesz. 5 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium Mérje meg az amplitúdó- és a fázis-menetet! a) Időeltérítéses üzemmódban CHOP módban (ALT módban nem mérhető a fázismenet) b) A fázismenetet X-Y üzemmódban is (LISSAJOUS ábra) A mérést a törésponti frekvencia alatt és felett

kell elvégezni, lehetőleg azonos számban és a logaritmikus skálán azonos távolságra, ezért a következő pontokban érdemes mérni: A vizsgálatokat 1 V amplitúdójú szinusz jellel 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 5 kHz, 10 kHz és 20 KHz frekvenciákon végezze el! Ábrázolja az amplitúdó és a fázismenetet a mért adatok segítségével! Emlékeztetőként: - Fázisszög mérése oszcilloszkóppal: Időeltérítéses üzemmódban A fázisszög mérése is időmérésre vezethető vissza. t x /T = φ/360° Lissajous módszerrel Ez azon alapszik, hogy a vizsgálandó és az ismert jelet az oszcilloszkóp függőleges illetve vízszintes erősítőjére vezetjük. Ilyenkor a képernyőn egy görbe jelenik meg φ = arcsin(b/a) 6 BMF – Kandó – MAI 5. sz mérés Méréstechnika laboratórium 3. 4 Frekvencia arány ábrázolása Lissajous görbével a) A függvénygenerátoron állítson be 1 kHz frekvenciájú, 1 V effektív értékű szinusz jelet, majd

csatlakoztassa az oszcilloszkóp CH. I bemenetére! A hangfrekvenciás generátoron állítson be 3 kHz frekvenciájú, 0,5 V effektív értékű szinusz jelet, majd csatlakoztassa az oszcilloszkóp CH. II bemenetére! Kapcsolja az oszcilloszkópot X-Y üzemmódba! A megjelenő ábra minden valószínűség szerint forogni fog, mivel a két generátoron beállított frekvenciák nem pontosak. A függvény generátor frekvenciáját hagyja változatlanul és a hangfrekvenciás generátort finoman hangolja addig, amíg álló, vagy lassan forgó képet nem kap! Rajzolja le az oszcilloszkópon látható görbét! b) A hangfrekvenciás generátoron állítsa át a jel frekvenciáját 500 Hz-re! Rajzolja le az oszcilloszkópon látható görbét és vesse össze az előző ábrával! Írja le a tapasztalatát! 4. A mérésen megszerzett ismereteit ellenőrző kérdések 1. Ismertesse az oszcilloszkóppal időeltérítéses üzemmódban történő fázisszögmérés menetét a

kezelőszervekkel beállított értékekkel együtt! 2. Ismertesse az oszcilloszkóppal XY üzemmódban történő fázisszögmérés menetét a kezelőszervekkel beállított értékekkel együtt! 3. Állítson be a hangfrekvenciás generátor 600 Ω-os kimenetén szimmetrikus jelet, adja meg a kezelőszervek állását! 4. Állítson be a hangfrekvenciás generátor 600 Ω-os kimenetén aszimmetrikus jelet, adja meg a kezelőszervek állását! 5. Mekkora a hangfrekvenciás generátor 600 Ω-os kimenetén a feszültség maximális csúcstól-csúcsig mért értéke, illesztett lezárás esetén? (A kimenet maximális teljesítménye 5 W.) 7