OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA

OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA

OBJETIVOS.

Identificar los controles principales de un osciloscopio y sus respectivas funciones.

Calibrar adecuadamente un osciloscopio para realizar mediciones correctas de diferentes voltajes(alternos y continuos) Utilizar el osciloscopio como graficador MATERIALES.

Un osciloscopio de 25 MHz, Elenco modelo S-1325

Una pila de 1.5 voltios Una fuente de voltaje con varias salidas Un transformador de voltaje alterno(220/6V, 60Hz) Un generador de funcin Elenco GF-8026 Cables de conexin Un multmetro digital FUNDAMENTO TEORICO.

Las partes principales de un osciloscopio son: el tubo de rayos catdicos un amplificador para la seal vertical y otro para la horizontal, una fuente de alimentacin, una base de tiempos y un sistema de sincronismo.El "Tubo de Rayos Catdicos" es lo que comnmente se denomina pantalla, aunque no slo est compuesto de sta sino que en el interior tienen ms partes. Su fundamento es similar al televisin. Su principal funcin es que permite visualizar la seal que se est estudiando, utilizando para ello sustancias fluorescentes que proporciona una luz normalmente verde.

Otra de las partes del osciloscopio es la "Base de Tiempos". La funcin de este circuito es conseguir que la tensin aplicada aparezca en la pantalla como funcin del tiempo. El sistema de coordenadas est formado por el eje vertical y el horizontal, siendo en este ltimo donde se suelen representar los tiempos. El circuito de base de tiempos debe conseguir que el punto luminoso se desplace peridicamente y con una velocidad constante en el eje horizontal sobre la pantalla de izquierda a derecha, volviendo luego rpidamente a la posicin original y repitiendo todo el proceso.

El Amplificador Horizontal tiene como cometido amplificar las seales que entren por la pantalla horizontal (X). Normalmente se emplea para amplificar las seales que son enviadas desde el circuito de base de tiempos. A dichas seales se les proporciona una amplitud suficiente para que se pueda producir el desvo del haz de electrones a lo ancho de toda la pantalla. Algunas veces no es necesario conectar las seales de la base de tiempos ya que estas tienen la amplitud necesaria. Por lo tanto, como ya se ha dicho, no solo se va a amplificar la seal de la base de tiempos sino que podemos amplificar cualquier seal y luego componerla con la seal procedente del sistema vertical para obtener la grfica final que va aparecer en la pantalla.

El Amplificador Vertical es, como su nombre lo indica, el encargado de amplificar la seal que entre por la entrada vertical (y). El osciloscopio debe ser capaz de analizar seales cuyos valores estn comprendidos en un rango lo mayor posible. Normalmente, los amplificadores verticales constan de tres partes: Amplificador, atenuador y seguidor catdico. El amplificador es el encargado de aumentar el valor de la seal. Est formado por un preamplificador que suele ser un transistor y es el encargado de que el ancho de la banda de paso sea lo mayor posible, y pueden aumentar tanto la banda de bajas como de altas frecuencias. Por ltimo, se pasa por el amplificador final que puede estar formado por uno o dos transistores.

El sistema de sincronismo es el encargado de que la imagen que se ve en el tubo de rayos catdicos sea estable. Para poder conseguir esto se utiliza una seal de barrido que tiene que ser igual o mltiplo de frecuencia de la seal de entrada (vertical). Para sincronizar la seal vertical con la base de tiempos (o seal horizontal) se puede utilizar la denominada sincronizacin interna. Consiste en inyectar en el circuito base de tiempos la tensin que obtiene del nodo o del ctodo del amplificador vertical (dependiendo de cul sea la ms adecuada). As se consigue que el principio de la oscilacin de la base de tiempos coincida con el inicio del ciclo de la seal de entrada. Este tipo de sincronizacin no siempre es el ms adecuado. Existen otros tipos de sincronizacin como la sincronizacin externa y la de red.

Existen diferentes Controles para cada una de las partes de un Osciloscopio; as, hay mandos para centrar la imagen vertical y horizontalmente, para dar brillo, intensidad, etc. Segn la parte del Osciloscopio que analicemos y el tipo de osciloscopio que tengamos vamos a encontrarnos con unos controles u otros. Aunque hay un conjunto bastante amplio de controles que se encuentran en todos los osciloscopios.

Entre estos controles tenemos: EL control de la intensidad, control del foco, control de la amplificacin vertical y horizontal, control de sincronismo, control de ajuste, control de la frecuencia de barrido, adems de stos controles existen otros mandos necesarios. PROCEDIMIENTO.

Identificacin de los controles del osciloscopio

, el osciloscopio consta de una pantalla el cual esta representado por un sistema con coordenadas X-Y, al encender el osciloscopio podemos ver un punto(haz de electrones que emergen de los rayos catdicos) el que nosotros centramos en un origen de coordenadas, utilizando los controles de POSITION

Medicin de voltajes DC(corriente continua), Colocamos los interruptores en la posicin DC y luego conectamos una fuente de voltaje, en nuestro caso es una pila de 1.5 voltios, luego mantuvimos los controles en CH-A y CH-B, se observa que el punto luminosos que a inicios estaba el origen de coordenadas se haba movido, la distancia que separa el punto luminosos con el origen de coordenadas, esta distancia depende de la escala que se tome

Medicion de voltaje,(AC): periodo y frecuencia para este caso se conctale transformador de (6v) al osciloscopio y el interruptor lo ponemos en CH-A, se elige una escala adecuada de VOLT/ DIV igual que con el TIME/DIV, notamos que en la pantalla del osciloscopio sale una grafica senoidal, que tuvimos que estabilizar con el control HOLDOFF para contar las divisiones. Se repite este pas tomando como datos los voltajes y frecuencias anotados para el transformador y junto con el generador de funciones

Osciloscopio como graficador XY para esto conectamos el transformador de 6v simultneamente a CH-A y CH-B,,colocamos un interruptor en posicin dual, luego conectamos el transformador al canal 1 y el generador de funcin al canal 2 y generamos una funcin de onda de 60 Hz y notamos que sale una grafica en el osciloscopio, en este caso un circulo y conforme aumentamos la frecuencia del generador de funciones obtenemos nuevas figuras. Calculos y resultados.1)Haga una tabla de tres columnas indicndole voltaje medido con el osciloscopio, el voltaje medido con el multmetro y el voltaje nominal de cada salida de la fuente.

Fuente de voltaje(V)Medida con osciloscopio(V)Medida con multimetro digital(V)

1,51,11.08

32,452,5

443,9

66,46,2

89,18,84

1011,811,48

121413,74

Pila(1,5)1,61,57

2)Es realmente constante el voltaje de cada salida dado por estas fuentes?PILA:Como sabemos la pila es un sistema que produce corriente elctrica continua a partir de reacciones redox generadas con los electrodos que se encuentran en contacto con los electrolitos dentro de la pila y en nuestro caso se da segn las reacciones:

Zn(s) --> Zn+2(a.c.) + 2e- ; E = 0,76 V2 NH4(a.c.) + 2e- ( 2 NH3(a.c.) + H2(g) ; E = 0,74 VLas cuales nos dan un voltaje de 1.5 V pero como ya mencionamos son reacciones y estas nos dejan cationes monoatmicos y gases que generan una polarizacin dentro de la pila la cual produce una variacin el el voltaje de la pila

El voltaje ledo en el osciloscopio fue de 1,6V

TRANSFORMADOR:La corriente recibida no es constante ya que varia respecto al tiempo, pero dependiendo de funciones armnicas (seno o coseno), as tenemos:I t = Imx. sen(wt)

I t = Intensidad respecto al tiempo.Imx = Intensidad mxima.

t = tiempo.

El voltaje ledo atravez del multimetro nos da un voltaje constante que no varia con el tiempo, este voltaje ledo es el VOLTAJE EFICAZ, este se calcula a partir de la relacin de calor disipada por la corriente eficaz y por la mxima intensidad de corriente alterna:

Q = 0.24 (I2ef) R t = (0.24 (I2mx) R t)Q = Calor disipado.

Ief = Intensidad efectiva.

Imz = Intensidad mxima.

De donde se obtiene:

Ief = Imz /( Vef = Vmx /

Al momento de medir el voltaje de esta fuente en osciloscopio podemos ver como varia con el tiempo arrojando una forma senoidal del voltaje respecto al tiempo

Lectura del osciloscopio: 16,5vVoltaje eficaz: 5,8VLectura del multimetro digital:6,13V

N de divisiones en la escala del tiempo

1ms/divT(s)2ms/divT(s)5ms/divT(s)

20 div.0.02s10div.0.024div.0.02

Periodo(s):0.02

Frecuencia:50Hz

Cul es el periodo del voltaje alterno dado por el transformador de 6 v? Diga el nmero de divisiones cuando el control 28 esta en posicin 1ms/divisin, 2ms/ divisin, 5ms/ divisin Cul es la frecuencia medida?

1ms/divisin2ms/divisin5ms/divisin

Nde divisiones en el osciloscopio1683.2

De lo anterior:

La frecuencia promedio vendra a ser:

Conclusiones

El Osciloscopio es un instrumento que permite determinar valores instantneos y formas de ondas de magnitudes elctricas variables rpidamente en funcin del tiempo o de otra magnitud.

Todo osciloscopio necesita una fuente de alimentacin que va a ser la encargada de proporcionar las tensiones necesarias para alimentar las diferentes etapas que forman los circuitos de un osciloscopio.

El osciloscopio se utiliza a menudo para tomar medidas en circuitos elctricos. Es especialmente til porque puede mostrar cmo varan dichas medidas a lo largo del tiempo, o cmo varan dos o ms medidas una respecto de otra.

El osciloscopio no slo se aplica a seales alternadas, tambin los voltajes continuos pueden medirse.

Al ingresar dos seales de la misma frecuencia y fase en ambos canales del oscilosopio , podemos observar una linea inclinada en 45 en la pantalla, que es la suma de aquellas dos funciones

El osciloscopio es un instrumento de mayor prescision comparada con otros instrumentos , eneste caso el multimetro digitalBibliografa: Fsica Universitaria Vol. 2

Sears, Zemansky,Young.fredman undcima edicin.

Corriente resistencia y fuerza electromotriz

Pg. 942-943-944

http://www.elprisma.com/apuntes/apuntes.asp?page=32&categoria=603 http://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_IT/Seminario_Instrumentacion.pdf.

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