1 Zadání. 2 Teoretický úvod. 7. Využití laboratorních přístrojů v elektrotechnické praxi

Transkript

1 1 7. Využití laboratorních přístrojů v elektrotechnické praxi 1 Zadání Zapojte pracoviště podle pokynů v pracovním postupu. Seznamte se s ovládáním přístrojů na pracovišti a postupně realizujte jednotlivé úkoly pracovního postupu. Po dokončení jednotlivých úkolů vždy zavolejte cvičícího, který jejich splnění zkontroluje. 2 Teoretický úvod Úloha si klade za cíl rozšíření znalostí v oblasti využití běžných laboratorních přístrojů v elektrotechnické praxi. Jednotlivé úlohy pracovního postupu odráží nejčastěji využívané metody měření v oblasti vývoje, analýzy funkce a oprav elektrotechnických zařízení. Základním předpokladem pro zvládnutí měřicích postupů je pochopení ovládání přístrojů a možností využití jejich funkcí. Poznatky získané absolvováním této úlohy jsou velmi dobrým základem ke zvládnutí různých laboratorních úloh nejen v rámci těchto cvičení, ale obecně v průběhu celého studia. Během studia vám již byly vysvětleny obecné základy ovládání jednotlivých přístrojů. Bylo by proto zbytečné zde vysvětlovat, k čemu lze využít osciloskop, co je to časová základna, apod. V současné době jsou k dispozici plně digitální přístroje, které nabízí celou řadu užitečných doplňkových funkcí. Studentům bývá nejznámější funkce pod názvem Autoset, kterou během laboratorních cvičení hojně využívají. Ne vždy však tato funkce může pomoci. Algoritmus přístroje, který spuštěním této funkce začne vyhledávat nejvhodnější nastavení, funguje spolehlivě pouze v případě periodických ustálených signálů. Ve všech ostatních případech způsobí nesprávné nastavení vstupního zesílení kanálů a časové základny. Proto během této laboratorní úlohy tlačítko Autoset NEBUDEME využívat. Během práce na laboratorním cvičení se předpokládá využití manuálů k přístrojům (dostupné v elektronické podobě) a informací nalezených na internetu. Proto není v pracovním postupu záměrně uveden způsob, jak přístroje nastavit. Zadání jednotlivých kroků pracovního postupu je realizováno pomocí obrázku z obrazovky digitálního osciloskopu. Vaším úkolem je všechny přístroje nastavit tak, abyste na obrazovce osciloskopu zobrazili shodný průběh včetně všech doplňujících informací. Po dokončení každého kroku pracovního postupu zavolejte cvičícího, který nastavení přístroje zkontroluje a splnění úkolu zaznamená.

2 2 3 Pracovní postup Zapojte pracoviště podle ilustrace na obr. 1. Funkční generátor A je digitální typ Agilent 33210A. Funkční generátor B je analogový přístroj staršího data výroby. Na generátoru A proveďte základní nastavení výstupu: tlačítko Utility, volba Output setup, položku Load nastavit na hodnotu High Z. Na digitálním osciloskopu nastavte manuální volbu spouštěcího prahu napětí. Pomocí nabídky vyvolané stiskem tlačítka Menu v sekci ovládacích prvků Trigger, režim spouštění časové základny Sweep na Manual. Další nastavení přístrojů je již na Vás. Obr. 1.: Zapojení pracoviště Nastavujte postupně přístroje tak, abyste na displeji osciloskopu dosáhli shodného zobrazení. Do tabulky doplňte požadované hodnoty. Odpovězte na případné otázky. Po splnění každého úkolu zavolejte cvičícího, který nastavení zkontroluje. Úkol 1

3 3 Úkol 2 Jakým způsobem ovlivňuje velikost zobrazení průběhu na obrazovce přesnost měření pomocí kurzorů? Úkol 3 Čím jsou v zobrazeném průběhu způsobeny špičky na náběžné a sestupné hraně signálu? Dají se tyto špičky nějakým způsobem kompenzovat při použití osciloskopické sondy? Čím?

4 4 Úkol 4 Budou funkce automatického měření v napěťové oblasti fungovat, pokud bude např. vlivem příliš velikého zesílení kanálu, zobrazena pouze část signálu (nebude viditelná zároveň kladná i záporná amplituda)? Úkol 5 Jakým způsobem zobrazení signálu lze docílit, pokud možno, co nejpřesnějšího měření pomocí automatických funkcí v časové oblasti (počet period signálu)? Budou funkce automatického měření v časové oblasti fungovat, pokud nebude např. vlivem špatně nastavené časové základny, ani jedna úplná perioda signálu?

5 5 Úkol 6 Jakým českým názvem nazýváme veličinu V rms (root mean square)? Jak lze tuto hodnotu vypočítat pro sinusový harmonický průběh? Kterou z veličin uvedených v tabulce na obrázku k tomuto výpočtu potřebujeme znát? Jaká je teoreticky střední hodnota napětí průběhu uvedeného na obrázku? Jaká hodnota tohoto napětí je uvedena v tabulce na obrázku? Jakým angl. názvem je označena? Jak lze tuto hodnotu vypočítat pomocí veličin označených U max a U min? Úkol 7 Pro jakou modulaci je využívána změna střídy obdélníkového signálu při konstantní frekvenci? K čemu tuto modulaci využíváme v čistě digitálních systémech?

6 6 Jaká je střední hodnota napětí uvedeného průběhu (úkol 7)? Úkol 8 Z jakého důvodu se vám nedaří zastavit zelený signál, který se neustále pohybuje? Jakou změnou zapojení pracoviště by bylo možné docílit toho, že by se oba signály zastavily? Úkol 9 Jakou matematickou funkci realizuje fialový průběh na obrázku?

7 7 Úkol 10 Jaký máme český název pro FFT? K čemu lze tuto funkci využít? Jak nazýváme laboratorní přístroj, jehož hlavním účelem je zobrazení těchto průběhů?... Úkol 11 Jaký technický parametr digitálního osciloskopu omezuje maximální zvětšení nástroje lupa (ZOOM)?

8 8 Úkol 12 Nápověda pro řešení úkolu: vyhledejte na internetu teoretické podklady k problematice Lissajousových obrazců. Pozor! Metoda je velmi citlivá na přesné nastavení frekvencí obou generátorů. K jemnému doladění (a zastavení pohybu obrazce) použijte digitální generátor. Realizujte postupně nastavení laboratorních přístrojů pro dosažení jednotlivých obrazců: a) b) c)

9 9 d) e) f) K čemu lze metodu Lissajousových obrazců využít v praxi? Jaký platí vztah mezi vzájemným poměrem frekvencí a vzhledu křivky?...

10 Závěr: 10 Zakreslete (od ruky) vliv vzájemného fázového posunutí signálů na podobu obrazce z prvního obrázku (a): Závěr: