Principi rada osciloskopa, definicije i metode električnih merenja

1. Režimi rada vremenske baze osciloskopa

Slobodni režim rada nije praktičan zato što se u tom slučaju na ekranu, umesto jednog signala, dobija veći broj sinusoidalnih delova tog signala, naslaganih jedan preko drugog (što se može jasno uočiti sa Slike 11.8). Zbog toga se slobodni režim rada vremenske baze vrlo retko primenjuje, a najčešće su u primeni sinhronizovani ili okidni režim rada vremenske baze.

Sinhronizovani režim rada

Kod sinhronizovanog režima rada, početak nove periode signala vremenske baze se uvek poklapa sa prolaskom prostoperiodičnog signala kroz nulu, tako da se na ekranu uvek dobija isti deo posmatranog signala. Na taj način, uzastopnim iscrtavanjem tog dela signala dobija se stabilna slika i verodostojan prikaz signala na oscilografu. Praktično, elektronski blok za sinhronizaciju obezbeđuje stabilnu sliku na ekranu osciloskopa.

Treba napomenuti da se prelazne pojave u električnim kolima, kao i vrlo kratki periodični i pojedinačni impulsi, ne mogu posmatrati primenom sinhronizovane periodične vremenske baze osciloskopa. Ako vremenska baza radi u sinhronizovanom režimu rada, vršiće se konstantno kretanje elektronskog mlaza u horizontalnom pravcu i uvek će na ekranu osciloskopa biti prisutna slika signala.

2. Prikazivanje više signala na osciloskopu

Kod višekanalnih tipova osciloskopa (najčešće dvokanalnih ili četvorokanalnih) moguće je istovremeno posmatrati više talasnih oblika signala na ekranu osciloskopa. Generalno, postoje tri načina za posmatranje više od jednog signala na ekranu osciloskopa, a to su:

1. Primena katodne cevi osciloskopa sa dva elektrooptička sistema – vrlo nepraktično rešenje i retko se primenjuje;
2. Naizmenični princip posmatranja više signala (periodičnom alternacijom vremenske baze osciloskopa);
3. Čoperski (isprekidani) princip posmatranja više signala (komutacijom Y ulaza tokom trajanja jedne periode vremenske baze).

U praktičnoj primeni sreću se naizmenični (alternativni) i čoperski (isprekidani) princip posmatranja više signala na osciloskopu. Izbor odgovarajućeg principa rada vrši se direktno od strane korisnika osciloskopa, shodno njihovim trenutnim potrebama.

Alternativni princip

Suština alternativnog principa posmatranja više signala je u tome da se tokom jedne periode vremenske baze na oscilografu prikazuje prvi signal (Y1), a tokom sledeće periode vremenske baze na oscilografu se prikazuje drugi signal (Y2), pa tako naizmenično.

Čoperski princip

Kod čoperskog principa posmatranja signala na oscilografu koriste se kratkotrajni impulsi, visoke frekvencije – čoperski impulsi. Suština je u tome da se signali koji se posmatraju dele na veliki broj odmeraka, tako da se tokom jednog čoperskog impulsa na ekranu prikazuje odmerak jednog signala, a tokom narednog impulsa prikazuje se odmerak drugog signala, i tako redom.

3. Definicija Ampera

Stara definicija

Amper je jačina stalne električne struje, koja kada protiče kroz dva beskonačno duga provodnika (pravolinijska), zanemarljivog poprečnog preseka, na rastojanju od 1 m u vakuumu, izaziva između njih elektrodinamičku silu od 2 × 10⁻⁷ N/m.

Nova definicija

Nova definicija se zasniva na tačnoj numeričkoj vrednosti elementarnog naelektrisanja e.

4. Funkcionalna blok šema mernog sistema

Prva dva koraka su vezana za proveru da li su obezbeđeni referentni uslovi.

• Blok za merenje je glavni blok koji vrši poređenje merne veličine sa nekom referencom, koja je uglavnom ugrađena u samom mernom uređaju.
• Blok za upravljanje i nadzor vrši proveru da li je blok za merenje spreman. Zatim se šalje informacija ka objektu merenja da možemo da dovedemo željenu fizičku veličinu na ulaz bloka za merenja.
• Odvija se proces merenja (proces u kome se u odnosu na neku referencu vrši poređenje te nepoznate merene veličine i dobija se vrednost).
• Kada se proces merenja završi, šalje se informacija ka Bloku upravljanja i nadzora da je merenje završeno i dobija se dozvola da se uključi prekidač i nakon toga da se prikaže rezultat.

5. Koncepti merenja i greške

39. Šta je Histogram?

Zbog analize slučajnih grešaka imamo ponovljena merenja, pa se rezultati mogu prikazati tabelarno. Kada tabelu prikažemo grafički, dobijamo histogram. Histogramom procenjujemo nesigurnost merenja.

40. Vrste histograma

1. Za pojedinačne vrednosti rezultata merenja
2. Za intervalne vrednosti
3. Kumulativni histogram frekvencije svih rezultata merenja u intervalu od najmanje do najveće vrednosti

41. Vrste sistematskih grešaka

Osnovna osobina sistematskih grešaka merenja je da pri svakom pojedinačnom merenju ostaju nepromenjene (po apsolutnoj vrednosti i po znaku). Vrednost se može predvideti i odrediti.

Podela prema uzroku nastajanja grešaka:

1. Greške metoda ili mernih uređaja
2. Greške mera, odnosno etalona
3. Dodatne greške

6. Metode merenja

(Napomena: Nedostaju slike koje prate tekst.)

Kompenzaciona metoda

Kompenzaciona metoda se zasniva na komparaciji merene i referentne vrednosti.

Primeri: potenciometarska metoda i metoda povratne sprege sa operacionim pojačavačem.

Potenciometarska metoda

Kada se podesi pokazivanje indikatora (NI) na nulu, onda važi jednakost:

V_x = V_s = R_sI_s

• Rezolucija metode merenja zavisi od osetljivosti indikatora nule.
• Poređenje merenog napona V_x vrši se sa referentnim standardima struje i otpornosti, čime se obezbeđuje visoka tačnost merenja.