przyrządy pomiarowe w laboratorium elektronicznym

POLITECHNIKA RZESZOWSKA Katedra Podstaw Elektroniki
INSTRUKCJA NR1 F1, 2002/2003 semestr letni
PRZYRZĄDY POMIAROWE W LABORATORIUM ELEKTRONICZNYM
Cel ćwiczenia:
Poznanie podstawowych przyrządów pomiarowych dostępnych w laboratorium.
Wykonanie wybranych pomiarów elektronicznych.
A.
Zadania do samodzielnego opracowania przed zajęciami:
Zapoznanie się z treścią poniższej instrukcji, wstępne zapoznanie się z instrukcjami obsługi przyrządów
wykorzystywanych w Laboratorium, przygotowanie schematów i przemyślenie zasadności stosowania
układów poprawnie mierzonego prądu i napięcia.
B.
WPROWADZENIE - podstawowe przyrządy pomiarowe
Do podstawowych przyrządów pomiarowych, niezbędnych w laboratorium elektronicznym należą:
-zasilacze stabilizowane
-multimetry cyfrowe
-generatory funkcyjne i oscyloskopy.
1)Zasilacze stabilizowane
Każdy element i układ elektroniczny wymaga odpowiedniego zasilania energią elektryczną.
Najczęściej potrzebne jest napięcie stałe o określonej wartości i właściwej dla danego elementu
polaryzacji. Urządzeniem które takie zasilanie umożliwia jest zasilacz stabilizowany, najczęściej
o regulowanych parametrach. Przez stabilizację należy rozumieć utrzymywanie stałej wartości
np. napięcia, przy zmieniającej się wartości prądu pobieranego z zasilacza. Jeden z ogólnych,
podstawowych podziałów wyróżnia:
-zasilacze ze stabilizacją napięcia
-zasilacze ze stabilizacją prądu.
Wśród zasilaczy ze stabilizacją napięcia można wyodrębnić te, które umożliwiają regulację
napięcia oraz ustawienie określonego ograniczenia prądowego. Zabezpiecza to w wielu
przypadkach elementy lub urządzenia przed uszkodzeniem.
2)Multimetry cyfrowe
Są to przyrządy, które poprzez odpowiedni wybór ustawień umożliwiają pomiar wielu wielkości
elektrycznych. Obecnie większość multimetrów produkowanych jest jako mierniki cyfrowe.
Umożliwia to bezpośredni odczyt danej wartości na wyświetlaczu. Jeśli jednostki nie są
automatycznie wyświetlane to należy je ustalić na podstawie położeń przełączników.
3)Generatory funkcyjne
Podczas pomiarów elektronicznych często zachodzi konieczność stosowania różnych sygnałów
/przebiegów/, zarówno okresowych jak i nieokresowych. Takie sygnały można uzyskać z
generatorów. Możliwości regulacyjne umożliwiają wybór zarówno rodzaju sygnału jak i jego
parametrów np. częstotliwości , amplitudy, składowej stałej.
4)Oscyloskopy
Są to najbardziej uniwersalne przyrządy pomiarowe. Pozwalają na wizualizację jednego lub
wielu sygnałów. W przypadku sygnałów okresowych dzięki specyficznej synchronizacji
wykorzystującej wewnętrzny generator podstawy czasu następuje pozorne zatrzymanie sygnału
na ekranie lampy oscyloskopowej /oscyloskopy analogowe/. Dzięki skalibrowanemu
wzmocnieniu możliwe jest określenie zarówno parametrów czasowych jak i napięciowych
mierzonych sygnałów. Oscyloskopy cyfrowe to najnowsza generacja oscyloskopów.
Zastosowanie techniki cyfrowej umożliwia obserwację, rejestrację, zaawansowaną obróbkę
matematyczną zarówno sygnałów periodycznych jak i aperiodycznych. Wbudowanie
odpowiednich interfejsów umożliwia bezpośrednią współpracę z systemami komputerowymi.
1
C
WYKONANIE POMIARÓW.
UWAGA: 1. PODCZAS
POMIARÓW
NALEŻY
BEZWZGLĘDNIE
PRZESTRZEGAĆ
BEZPIECZNYCH WARUNKÓW POMIARÓW, UWZGLĘDNIAJĄC PARAMETRY
DOPUSZCZALNE POSZCZEGÓLNYCH MIERNIKÓW ORAZ ELEMENTÓW!
.
1.
2.
3.
4.
5.
Na podstawie wyglądu paneli czołowych określić możliwości pomiarowe i regulacyjne
wybranych urządzeń. Zwrócić uwagę na: opis słowny, znaki graficzne, symbole, kolorystykę;
zastosowane do wyrażenia istotnych informacji o danym urządzeniu
Zapoznać się z dokumentacją techniczną instrukcją obsługi lub innymi materiałami opisującymi
dane urządzenie. Zwrócić uwagę na parametry techniczne, a szczególnie na parametry
dopuszczalne /krytyczne/. Na tej podstawie uzupełnić i porównać informacje o przyrządzie
uzyskane w pkt.C1.
Wykorzystując dostępne w laboratorium przyrządy pomiarowe dokonać pomiaru:
a) rezystancji 5-u rezystorów;
b) pojemności 5-u kondensatorów;
c) charakterystyk U=f(I) dwóch różnych rezystorów.
Stosując multimetr, oscyloskop i częstotliwościomierz dokonać porównawczych pomiarów:
częstotliwości, napięcia międzyszczytowego, napięcia skutecznego amplitudy, dla kilku sygnałów
uzyskanych z generatora.
Uzyskany z generatora sygnał sinusoidalny lub prostokątny o ustalonej amplitudzie dołączyć do
wejścia jednego z kanałów oscyloskopu. Zmierzyć amplitudę tego sygnału przy zmianie
częstotliwości w dopuszczalnym przez generator zakresie.
D
OPRACOWANIE I ANALIZA WYNIKÓW
1.
2.
3.
Sporządzić pełną dokumentację z przeprowadzonych pomiarów i badań.
Charakterystykę częstotliwościową zmierzoną w pkt.B5 narysować w skali logarytmicznej.
Narysować zmierzone w punkcie C3c charakterystyki U=f(I), wyznaczyć rezystancję statyczną i
dynamiczną obu rezystorów w funkcji prądu.
Skomentować rezultaty pomiarów z pkt C4 co do dokładności odczytu mierzonych wielkości za
pomocą oscyloskopu i miernika. Jakim rodzajem miernika można mierzyć poprawnie sygnały
niesinusoidalne?
Do opracowania dołączyć własne wnioski i spostrzeżenia.
4.
5.
Literatura:
1) „Pracownia elektroniczna cz1”. Augustyn Chwaleba, Bogdan Moeschke, WSiP 1996.
2) „Metrologia elektryczna i elektroniczna”, Jan Dyszyński Oficyna Wydawnicza, PRz 1996.
3) „Pomiary przrządów półprzewodnikowych”, J.Kołodziejski, L.Spiralski, E.Stolarsk,i WkiŁ 1990.
4)”Oscyloskop elektroniczny”
J.Rydzewski, WkiŁ.
2