Protokol – „SADA DUM“
Číslo sady DUM:
VY_32_INOVACE_EL_8
Název sady DUM:
Elektrotechnická měření pro 3. ročník
Název a adresa školy:
Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910,
549 31 Hronov
Registrační číslo projektu:
CZ.1.07/1.5.00/34.0596
Číslo a název šablony:
III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Obor vzdělávání:
elektrotechnika
Tématická oblast ŠVP:
Elektrotechnická měření
Předmět a ročník:
Elektrotechnická měření - 3. ročník
Autor:
Ing. Luděk Valtar
Použitá literatura:
M. Fiala, M. Vrožina, J. Hercik - Elektrotechnická
měření I
J. Kraemer, J. Nývlt - Elektrotechnická měření II,
vlastní přípravy
23.1.2014
Datum vytvoření:
Anotace
Využití ve výuce
Žáci si ověřují znalosti nabyté v hodinách
teoretické výuky předmětu Elektrotechnická
měření. Plní úkoly dle počátečního zadání,
samostatně provádějí zapojování obvodů,
měření elektrických i dalších veličin podle
pokynů v protokolu. Po vypracování slouží
protokol jako pomůcka k přípravě na
maturitní zkoušku.
Sada je využívána při hodinách praktického
měření v laboratoři. Žáci používají materiály
k samostatné práci, kdy do protokolů
zaznamenávají naměřené hodnoty,
provádějí výpočty a zakreslují naměřené
závislosti. Z uvedených záznamů si vytvoří
vlastní závěr.
Vytvořeno v rámci projektu OP VK zavedení nové oblasti podpory 1.5 s názvem Zlepšení podmínek pro
vzdělávání na středních školách.
Stránka 1 z 1
VY_32_INOVACE_EL_8_01
Digitální učební materiál
Měření na stabilizátoru napětí
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_01
Anotace: Měření zatěžovací charakteristiky a závislosti výstupního napětí na napětí
vstupním integrovaného stabilizátoru napětí řady 78XX
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_01
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte zatěžovací charakteristiku stabilizátoru řady 78XX při
rozdílu mezi vstupním a výstupním napětí ∆U = U1 – U2 = 3 V. Určete vnitřní odpor stabilizátoru Ri.
Proměřte a graficky znázorněte závislost výstupního napětí na napětí vstupním:
U2 = f(U1), pro odebíraný proud I = 0,1 A. Určete minimální napětí U1min, které je potřebné
pro správnou funkci stabilizátoru a spočtete ztrátový výkon stabilizátoru při odebíraném
proudu I = 1 A.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Voltmetr digitální, rozsah 20 V
Voltmetr digitální, rozsah 20 V
Ampérmetr digitální, rozsah 2 A
Reostat posuvný 100 Ω / 6,3 A
Laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Postup
Zatěžovací charakteristika je závislost výstupního napětí stabilizátoru na odebíraném
proudu U2 = f(I) při stálém vstupním napětí U1. Čím kvalitnější je stabilizátor, tím méně klesá
výstupní napětí s odebíraným proudem. Tím je také menší vnitřní odpor stabilizátoru, který
∆U2
lze určit jako podíl změny výstupního napětí ku změně odebíraného proudu Ri = ∆I . Ze
VY_32_INOVACE_EL_8_01
závislosti výstupního napětí U2 na napětí vstupním U1 lze určit minimální vstupní napětí
U1min, při kterém je stabilizátor schopen správně fungovat. Čím je rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím ∆U = U1 – U2 menší, tím menší výkon se na stabilizátoru mění v teplo (a tím
větší je jeho účinnost). Pokud je však rozdíl napětí ∆U příliš malý, nemá stabilizátor dostatečnou rezervu pro regulaci výstupního napětí a to se projeví větším poklesem výstupního napětí
při zvýšení odebíraného proudu (vzroste také jeho vnitřní odpor Ri). Volíme tedy kompromis
mezi velikostí ∆U a Ri, nebo nastavíme ∆U tak velké, aby zůstal zachován činitel stabilizace.
Musíme ale ověřit, zda nebude docházet k přehřívání stabilizátoru (případně zajistit jeho lepší
chlazení; např. ofukováním chladiče ventilátorem nebo zvětšením jeho plochy).
Při zapojování obvodu důsledně dodržujeme rozdělení svorek na proudové a napěťové. Napěťové svorky musí být blíže místu, kde měříme napětí. Je to proto, aby se neprojevil
úbytek napětí na přechodovém odporu proudových svorek. Po zapojení celého obvodu odpojíme zatěžovací reostat a nastavíme rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím ∆U = U1 – U2
= 3 V. Hodnotu U2 zapíšeme do tabulky pro I = 0 A. Potom nastavíme maximální odpor reostatu. Po jeho připojení jezdcem postupně (asi v deseti krocích) zvyšujeme odebíraný proud
až do maximální hodnoty I = 1 A. Hodnoty napětí i proudu zapisujeme do tabulky. Během celého měření udržujeme ∆U = 3 V. Nyní můžeme přikročit k měření závislosti U2 = f (U1).
Reostatem nastavíme odebíraný proud na I = 0,1 A. Do tabulky zapíšeme změřené U1 a U2.
Vstupní napětí U1 postupně snižujeme a zapisujeme jej spolu s U2 do tabulky. Stále udržujeme odebíraný proud I = 0,1 A. Při snižování vstupního napětí postupujeme tak, abychom získali dostatečné množství naměřených hodnot v oblasti zlomu závislosti U2 = f (U1). Po ukončení měření vypočteme požadované hodnoty a graficky znázorníme naměřené závislosti.
Tabulka hodnot
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
∆U = 3 V
U2 /V
I /mA
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I = 0,1 A
U1 /V
U2 /V
VY_32_INOVACE_EL_8_01
Výpočty
Ri =
∆U2
=
∆I
P = ∆U . I =
Grafy
=
=
VY_32_INOVACE_EL_8_01
Závěr
VY_32_INOVACE_EL_8_02
Digitální učební materiál
Měření převodní charakteristiky hradla NAND
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_02
Anotace: Měření statické převodní charakteristiky hradla NAND typu TTL
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_02
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte převodní charakteristiku hradla NAND logického
obvodu TTL řady 7400.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Voltmetr digitální, rozsahy 2 a 20 V
Voltmetr digitální, rozsahy 2 a 20 V
Reostat posuvný 1,2 kΩ / 630 mA
Přípravek pro zapojování a měření logických IO
Postup
Převodní charakteristika hradla TTL je závislost jeho výstupního napětí U2 na napětí
vstupním U1. Výstup je přitom připojen přes odpor R k napájecímu napětí IO. Charakteristiku
měříme pro každý vstup hradla samostatně, neměřený vstup je připojen k napájecímu napětí.
Měřený obvod zasuneme do patice přípravku a propojovacími vodiči jej zapojíme
podle obrázku. Jezdec reostatu přesuneme do krajní polohy tak, aby napětí na něm bylo 0 V.
Zapneme napájecí napětí pro IO a odečteme napětí U1 a U2. Protože hradlo nyní pracuje jako
invertor, bude při nízkém vstupním napětí U1 na jeho výstupu napětí U2 blízké napětí
napájecímu (5 V). Naměřené hodnoty zapíšeme do tabulky. Vstupní napětí zvýšíme
nastavením jezdce reostatu a opět obě hodnoty napětí zapíšeme. Takto postupujeme až do
VY_32_INOVACE_EL_8_02
dosažení U1 = UCC. Pokud se při malých změnách vstupního napětí mění výstupní napětí
značně, musíme vstupní napětí zvyšovat pomalu, abychom dostatečně přesně vystihli
závislost U2 = f (U1). Naměřené hodnoty vyneseme do grafu. Celý postup opakujeme pro
druhý vstup hradla .
Tabulka hodnot
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Graf
Vstup 1
U1 /V
U2 /V
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Vstup 2
U1 /V
U2 /V
VY_32_INOVACE_EL_8_02
Závěr
VY_32_INOVACE_EL_8_03
Digitální učební materiál
Zobrazení převodní charakteristiky hradla NAND
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_03
Anotace: Zobrazení převodní charakteristiky hradla NAND typu TTL
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_03
Úkol
Zobrazte a zakreslete převodní charakteristiku hradla NAND logického obvodu TTL
řady 7400. V grafu vyznačte rozsah dovolených napěťových úrovní. Určete, zda výstupní
napětí měřeného obvodu pro logické úrovně 0 a 1 odpovídají katalogovým hodnotám.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Nízkofrekvenční generátor
Osciloskop
Přípravek pro zapojování a měření logických IO
Postup
Převodní charakteristika hradla TTL je závislost jeho výstupního napětí U2 na napětí
vstupním U1. Výstup je přitom připojen přes odpor R k napájecímu napětí IO. Charakteristiku
zobrazujeme na stínítku osciloskopu, ze kterého odečteme požadované hodnoty napětí. Tyto
hodnoty nelze zjistit tak přesně, jako při měření voltmetrem. Celá převodní charakteristika se
však zobrazí najednou, což je velice rychlé a přehledné.
Nejprve přepneme osciloskop do režimu se zapnutou časovou základnou a na jeho
vstup X přivedeme výstupní napětí U1 z generátoru. Nastavíme pilový průběh signálu,
VY_32_INOVACE_EL_8_03
kmitočet několik stovek Hz, minimální hodnotu výstupního napětí 0 V a maximální hodnotu 5
V. Pak generátor vypneme. Nyní měřený obvod zasuneme do patice přípravku a
propojovacími vodiči jej zapojíme podle obrázku. Výstupní napětí U2 připojíme na vstup Y
osciloskopu. Ten přepneme do režimu XY a citlivost obou vstupů nastavíme na 1 V/d.
Zapneme generátor a napájecí napětí pro IO. Na stínítku osciloskopu pozorujeme převodní
charakteristiku, kterou překreslíme. V grafu vyznačíme rozsah dovolených napěťových
úrovní. Posoudíme, zda odpovídají katalogovým údajům. Protože hradlo v použitém zapojení
plní funkci invertoru, musí úroveň výstupního napětí odpovídat log. 1 při maximálním napětí
na vstupu pro log. 0. Naopak při minimálním vstupním napětí pro log. 1 musí úroveň
výstupního napětí odpovídat log. 0.
Tabulka hodnot
Katalogové údaje
Vstup
log. 0 max. 0,8 V
log. 1
min. 2,0 V
Výstup log. 0 max. 0,4 V
log. 1
min. 2,4 V
Graf
VY_32_INOVACE_EL_8_03
Závěr
VY_32_INOVACE_EL_8_04
Digitální učební materiál
Měření na stejnosměrném motoru
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_04
Anotace: Měření závislosti otáček stejnosměrného motoru na svorkovém napětí a na
budicím proudu
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: J. Kraemer, J. Nývlt – Elektrotechnická měření II, vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_04
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte závislost otáček nezatíženého stejnosměrného motoru
na svorkovém napětí n = f (US) pro alespoň tři různé budicí proudy IB.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Voltmetr digitální, rozsah 20 V
Ampérmetr digitální, rozsah 2 A
2x laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Bezdotykový digitální otáčkoměr
Postup
Otáčky stejnosměrného motoru nejčastěji řídíme buď velikostí svorkového napětí US
US
nebo změnou budicího proudu IB. Otáčky jsou úměrné n ~ Φ , kde US je svorkové napětí (na
kotvě) a Φ je magnetický tok. Můžeme je řídit od nuly až do jmenovitých otáček zvyšováním
svorkového napětí. Také je lze zvyšovat až jmenovitých otáček snižováním magnetického toku – ten je úměrný budicímu proudu IB. Otáčky snímáme bezdotykovým otáčkoměrem.
Po zapojení obvodu motor nejprve nabudíme (nastavíme jmenovitou hodnotu budicího
proudu IB). Pak postupně zvyšujeme svorkové napětí a pozorujeme, jak se zvyšují otáčky motoru. Budicí proud nastavíme na první hodnotu IB1 a nastavíme takové svorkové napětí, aby
nebyly překročeny jmenovité otáčky motoru. Svorkové napětí pak v krocích snižujeme až do
zastavení motoru a zapisujeme jeho hodnotu společně s odpovídajícími otáčkami do tabulky.
Budicí proud přitom udržujeme na nastavené hodnotě IB1. Celý postup opakujeme pro druhou
a třetí hodnotu budicího proudu IB2 a IB3. Po ukončení měření vyneseme hodnoty do grafu n
= f (US), kde proud IB je parametrem.
VY_32_INOVACE_EL_8_04
Tabulka hodnot
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Graf
Závěr
IB1 = A
US /V n /min-1
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
IB2 = A
US /V n /min-1
Číslo
měření
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
IB3 = A
US /V n /min-1
VY_32_INOVACE_EL_8_05
Digitální učební materiál
Měření na termistoru
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_05
Anotace: Měření teplotní závislosti odporu termistoru
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_05
Úkol
Určete teplotní závislost odporu termistoru (NTC) v rozsahu teplot υ = 0 ˚C až 100 ˚C.
Závislost znázorněte graficky. Určete konstanty R0 a B ze vztahu R(T) = R0 exp(B/T).
Schéma zapojení
Použité přístroje
Digitální ohmmetr
Digitální teploměr
Temperovaná lázeň
Postup
Elektrický odpor termistoru NTC se s rostoucí teplotou nelineárně snižuje. Tato závislost je exponenciální a lze ji vyjádřit vztahem R(T) = R0 exp(B/T), kde T je termodynamická
teplota, R(T) je odpor termistoru při této teplotě a R0 , B jsou konstanty. Při měření ponoříme
součástku do temperované lázně. Je třeba použít kapalinu s nízkou elektrickou vodivostí
(např. destilovaná voda nebo olej). Dále je potřebné zajistit dostatečné promíchávání lázně,
aby teplota byla ve všech místech lázně stejná.
Měření zahájíme při nejnižší teplotě lázně – vodu můžeme předem nechat zchladit
v chladničce. Měření je zdlouhavé, protože musíme dbát na to, abychom nechali při každé
měřené teplotě dostatek času na vyrovnání teploty lázně a termistoru. Asi po dvou minutách
odečteme údaje z teploměru a ohmmetru a zapíšeme je do tabulky. Lázeň ohřejeme asi o 5 ˚C
až 10 ˚C a postup opakujeme až do dosažení nejvyšší stanovené teploty. Z první a poslední
dvojice získaných hodnot T-R vypočteme konstanty R0 a B. Hodnoty zpracujeme graficky.
VY_32_INOVACE_EL_8_05
Tabulka hodnot
ČM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T/K
υ/°C
R/Ω
Výpočty
T = υ + 273,15 K =
+ 273,15 K =
K
Ze vztahu R(T) = R0 exp(B/T) vyjádříme:
T1 T10
R1
B = T -T ln R =
10
1
10
K.
K-
K
K ln
Ω
Ω=
K
Do vztahu pro výpočet R0 dosazujeme číselné hodnoty teplot a odporů, výsledek vyjde
v Ω.
R0 = exp
T1lnR1 - T10lnR10
= exp
T1 -T10
R(T) = R0 exp(B/T) =
ln
-
Ω. exp(
ln
=
K/ T)
Ω
VY_32_INOVACE_EL_8_05
Graf
Závěr
VY_32_INOVACE_EL_8_06
Digitální učební materiál
Měření na termočlánku
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_06
Anotace: Určení materiálu elektrody termočlánku
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: P. Nemec – Elektrické měření II-A, vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_06
Úkol
Změřte napětí na termočlánku s měděnou elektrodou a určete materiál druhé elektrody.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Digitální voltmetr
Digitální teploměr
Temperovaná lázeň
Postup
Termočlánek je sestaven ze dvou různých materiálů ve tvaru drátů (nejčastěji kovů),
které jsou na jednom konci spojeny. Pokud je tento spoj umístěn v prostředí s teplotou υ1 a
volné konce mají teplotu υ2, objeví se mezi volnými konci napětí Uυ. Toto napětí je přímo
úměrné rozdílu teplot ∆υ = (υ1-υ2) a závisí také na použitých materiálech. Lze psát U∆υ =
((k1-k2)(υ1-υ2))/100, kde k1 a k2 jsou termoelektrická napětí daného materiálu vůči platině pro
teplotní rozdíl 100 K. Tato napětí se při rozdílu teplot 100 K pohybují v řádu milivoltů, proto
je třeba měření provádět při co největším rozdílu teplot, aby bylo měřené napětí co nejvyšší.
Pokud známe obě teploty υ1 a υ2 a materiál jedné z elektrod, lze ze změřeného napětí U∆υ určit
materiál druhé elektrody. Pro k2 platí: k2 = k1 – 100.U∆υ /(υ1- υ2).
Termočlánek vložíme temperované lázně a jeho volné konce umístíme do kádinky se
směsí ledu a vody. Potom vodu v lázni zahřejeme na co nejvyšší teplotu a změříme napětí
U∆υ. Současně změříme obě teploty υ1 a υ2. Ve fyzikálních tabulkách nalezneme hodnotu termoelektrického napětí pro měď k1 a po dosazení do výše uvedeného vztahu vypočteme k2. Tuto hodnotu nakonec porovnáme s termoelektrickými napětími známých materiálů v tabulkách
a určíme hledaný materiál druhé elektrody termočlánku.
VY_32_INOVACE_EL_8_06
Tabulka hodnot
U∆υ /mV
υ1/°C
υ2/°C
k1/mV.(100°C)-1
Výpočty
k2 = k1 – 100.U∆υ /(υ1- υ2) =
=
Závěr
mV.(100°C)-1 – 100.
mV/(
°C -
°C ) =
mV.(100°C)-1
VY_32_INOVACE_EL_8_07
Digitální učební materiál
Kružnicový diagram
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_07
Anotace: Sestrojení kružnicového diagramu pro asynchronní motor
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: Vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_07
Úkol
Pro měřený asynchronní motor sestrojte podle uvedeného postupu kružnicový diagram.
Postup
1. Na milimetrový papír zakreslíme kruhový oblouk o s poloměrem 100 mm se středem v počátku 0.
2. Na svislou osu vyneseme cosφ10 a cosφ1k v měřítku cosφ=1 =˃ 100 mm. Body vedeme rovnoběžky s osou x. Jejich průsečíky s obloukem o označíme F0 a Fk.
3. Na spojnici 0F0 naneseme proud naprázdno I10, koncový bod označíme A. Podobně na spojnici 0Fk naneseme proud nakrátko I1k, koncový bod označíme B.
4. Bodem A vedeme kolmici na úsečku 0A. Průsečík kolmice s úsečkou 0B označíme
C. Středem úsečky AC (bod D) vedeme rovnoběžku s osou x. Průsečík rovnoběžky s osou AB je středem hledané kružnice k.
Čtení charakteristických hodnot
Proud – koncové body vektorů proudu leží na kružnici k. Vektor proudu získáme spojením bodu na kružnici s počátkem 0.
Účiník a fázový posun – průsečíkem vektoru proudu I s obloukem o vedeme rovnoběžku s osou x, její průsečík se svislou osou vymezí hodnotu účiníku cosφ.
Výkon – přímka výkonu prochází body A a B. Výkon odpovídá úsečce vedené
z libovolného bodu kružnice k přímce výkonu.
Příkon – odpovídá úsečce z pracovního bodu kolmo k ose x.
Moment – z bodu B vedeme kolmici k ose x. Průsečík označíme bodem E. Úsečku BE
rozdělíme v poměru k odporům vinutí fáze rotoru R2 a statoru R1.
BG:GE = R2:R1
Spojnice bodu G s bodem A je přímka momentu. Při odečítání momentu vedeme z koncového
bodu proudu rovnoběžku s tečnou v bodě A. Moment odpovídá úsečce na této rovnoběžce
omezené koncovým bodem vektoru proudu a přímkou momentu.
Skluz – stupnice skluzu je rovnoběžka s přímkou momentu AG. Kreslí se v libovolné
vzdálenosti. Je to úsečka omezená tečnou v bodě A a prodlouženou přímkou výkonu. Odečítání ze stupnice skluzu provádíme tak, že z bodu A vedeme přímku koncovým bodem vektoru
proudu. Tato přímka protne stupnici skluzu a vzdálenost tohoto průsečíku od počátku stupnice
je uvažovaný skluz.
VY_32_INOVACE_EL_8_07
VY_32_INOVACE_EL_8_08
Digitální učební materiál
Odporový snímač teploty
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_08
Anotace: Měření teplotní závislosti odporu termistoru
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_08
Úkol
Určete teplotní součinitel odporu platinového snímače teploty. Výsledek porovnejte
s tabulkovou hodnotou.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Digitální ohmmetr
Digitální teploměr
Temperovaná lázeň
Postup
Teplotní závislost elektrického odporu platinového snímače je pro určitý rozsah teplot
lineární. Lze vyjádřit vztahem Rυ = R0 [1 + α (υ-υ0)], kde Rυ je odpor snímače při teplotě υ, R0
je odpor snímače při teplotě υ0 = 0°C (100Ω) a α je teplotní součinitel odporu. Pro určení teplotního součinitele potřebujeme změřit odpor platinového snímače při dvou teplotách, které
jsou od sebe dostatečně vzdáleny. V praxi použijeme vodní lázeň, pro co nejnižší první teplotu můžeme do vody vhodit několik kostek ledu. Druhé měření provedeme při teplotě varu vody. V obou případech odečteme odpor snímače až po chvíli, kdy dojde k vyrovnání teploty
Rυ2 - Rυ1
vody a snímače. Teplotní součinitel odporu pak určíme ze vztahu α = R (υ - υ ) , kde Rυ1
0
2
1
je odpor snímače při teplotě υ1 a Rυ2 je odpor snímače při teplotě υ2 .
VY_32_INOVACE_EL_8_08
ČM
υ/°C
Rυ/Ω
1
2
Výpočet
Rυ2 - Rυ1
α = R (υ - υ ) = 100 Ω (
0
2
1
Závěr
Ω°C -
Ω
°C) =
K-1
VY_32_INOVACE_EL_8_09
Digitální učební materiál
Měření na fotorezistoru
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_09
Anotace: Měření závislosti odporu fotorezistoru na intenzitě osvětlení
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_09
Úkol
Určete a graficky znázorněte závislost odporu fotorezistoru na intenzitě osvětlení.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Digitální ohmmetr
Luxmetr
Žárovka 24V/ 40W
Laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Postup
Fotorezistor je pasivní polovodičová součástka. Její elektrický odpor se snižuje se zvyšující se intenzitou dopadajícího světla. Jeho fotony dodávají energii elektronům ve valenčním pásu polovodiče, které pak mohou překonat zakázaný pás. Tím se zvyšuje elektrická vodivost.
Fotorezistor umístíme do uzavíratelné krabice společně se snímačem luxmetru žárovkou. Intenzitu osvětlení regulujeme velikostí napájecího napětí žárovky. Do tabulky zapisujeme změřenou intenzitu osvětlení a jí odpovídající odpor. Po ukončení měření sestavíme
z naměřených hodnot graf R = f(E).
VY_32_INOVACE_EL_8_09
Tabulka hodnot
ČM
E/lx
R/kΩ
ČM
1
11
2
12
3
13
4
14
5
15
6
16
7
17
8
18
9
19
10
20
Graf
Závěr
E/lx
R/kΩ
VY_32_INOVACE_EL_8_10
Digitální učební materiál
Měření na RC článcích
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_10
Anotace: Měření přenosu RC článků
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_10
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte napěťový přenos Wienova RC článku a dvojitého Tčlánku v rozsahu 0,1f0 – 10f0. Porovnejte změřenou hodnotu f0 s vypočtenou.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Osciloskop
Nízkofrekvenční generátor
Postup
U2
Přenos je poměr výstupního napětí měřeného článku ku napětí vstupnímu p = U .
1
Wienův článek je pásmovou propustí, dvojitý T-článek se chová jako pásmová zádrž. Články
se používají ve zpětné vazbě RC generátorů. Wienův článek má při rezonančním kmitočtu
největší přenos, naopak T-článek má při rezonanci největší útlum.
K měření použijeme dvouvstupový osciloskop a nízkofrekvenční generátor. Na vstup
měřeného článku připojíme nf generátor a první vstup osciloskopu (Y1). Druhý vstup osciloskopu (Y2) připojíme na výstup měřeného článku. Osciloskop přepneme do režimu XY a generátor přelaďujeme přes měřené kmitočtové pásmo, přitom sledujeme displej osciloskopu.
Při nastavení rezonančního kmitočtu je přenos článku čistě reálný, to se projeví zobrazením
úsečky na displeji. Odečteme rezonanční kmitočet článku, osciloskop přepneme do režimu se
zapnutou časovou základnou a provedeme měření v uvedeném rozsahu kmitočtů. Naměřené
hodnoty zapisujeme do tabulky. Stejný postup použijeme k proměření druhého článku. Nakonec naměřené hodnoty zpracujeme graficky a vypočteme rezonanční kmitočet obou článků.
Rezonanční kmitočty porovnáme s naměřenými.
VY_32_INOVACE_EL_8_10
Tabulka hodnot
ČM
f/Hz
U1/V
U2/V
p
ČM
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
f/Hz
U1/V
U2/V
p
Příklad výpočtu
U2
p= U =
1
V
V=
a) Wienův článek R =
b) T-článek R =
Závěr
kΩ, C =
kΩ, C =
1
nF, f0 = 2πRC = 2π
1
nF, f0 = 2πRC = 2π
1
kΩ
1
kΩ
nF =
nF =
Hz
Hz
VY_32_INOVACE_EL_8_10
Graf
VY_32_INOVACE_EL_8_11
Digitální učební materiál
Měření unipolárního tranzistoru I.
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_11
Anotace: Proměření výstupní a převodní charakteristiky unipolárního tranzistoru
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní přípravy
VY_32_INOVACE_EL_8_11
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte výstupní a převodní charakteristiku unipolárního
tranzistoru KF 520 IC = f (UCE) pro různá napětí UGE.
Schéma zapojení
Použité přístroje
2x voltmetr digitální, rozsah 20 V
Ampérmetr digitální, rozsah 20 mA
Reostat posuvný 1,2 kΩ / 630 mA
2x laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Postup
Tranzistor KF 520 je unipolární tranzistor MOSFET s vodivostním kanálem typu N.
Jeho vodivost lze řídit napětím UGE obou polarit. Výstupní charakteristika tranzistoru je
závislost kolektorového proudu IC na napětí UCE mezi kolektorem a emitorem při konstantním
napětí hradla UGE. S rostoucím napětím UGE vzrůstá kolektorový proud, při záporném napětí
kolektorový proud klesá. Kolektorový proud také roste se zvyšujícím se napětím kolektoru.
Po zapojení obvodu nastavíme napětí UGE = 0 V. Jezdec reostatu P nastavíme asi do
poloviny odporové dráhy. Napětí kolektoru UCE postupně zvyšujeme až na hodnotu UCE =
20 V a sledujeme kolektorový proud IC. Při měření dbáme, abychom nepřekročili maximální
hodnotu kolektorového proudu ani celkovou výkonovou ztrátu tranzistoru. Napětí UGE potom
zvýšíme a celý postup opakujeme. Totéž provedeme při napětí UGE < 0 V.
VY_32_INOVACE_EL_8_11
Tabulka hodnot
UGE /V UCE /V
-6,0
-3,0
0,0
IC/mA
3,0
6,0
Závěr
0,0
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
8,0 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0
VY_32_INOVACE_EL_8_11
Graf
VY_32_INOVACE_EL_8_12
Digitální učební materiál
Měření unipolárního tranzistoru II.
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_12
Anotace: Proměření výstupní a převodní charakteristiky unipolárního tranzistoru
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní přípravy
VY_32_INOVACE_EL_8_12
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte výstupní a převodní charakteristiku unipolárního
tranzistoru KF 523 IC = f (UCE) pro různá napětí UGE.
Schéma zapojení
Použité přístroje
2x voltmetr digitální, rozsah 20 V
Ampérmetr digitální, rozsah 20 mA
Reostat posuvný 1,2 kΩ / 630 mA
2x laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Postup
Tranzistor KF 523 je unipolární tranzistor MOSFET s vodivostním kanálem typu P.
Jeho vodivost lze řídit napětím UGE. Výstupní charakteristika tranzistoru je závislost
kolektorového proudu IC na napětí UCE mezi kolektorem a emitorem při konstantním napětí
hradla UGE. S rostoucím napětím UGE a s rostoucím napětím kolektoru UCE vzrůstá
kolektorový proud tranzistoru IC.
Po zapojení obvodu nastavíme napětí UGE = 0 V. Jezdec reostatu P nastavíme asi do
poloviny odporové dráhy. Napětí kolektoru UCE postupně zvyšujeme až na UCE = 20 V
a sledujeme kolektorový proud IC. Při měření dbáme, abychom nepřekročili maximální
hodnotu kolektorového proudu ani celkovou výkonovou ztrátu tranzistoru. Celý postup
opakujeme pro další napětí UGE.
VY_32_INOVACE_EL_8_12
Tabulka hodnot
UGE /V UCE /V
IC/mA
Závěr
0,0
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
8,0 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0
VY_32_INOVACE_EL_8_12
Graf
VY_32_INOVACE_EL_8_13
Digitální učební materiál
Měření fázové frekvenční charakteristiky
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_13
Anotace: Měření fázové charakteristiky RC článků
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_13
Úkol
Proměřte a graficky znázorněte fázovou frekvenční charakteristiku Wienova RC článku a dvojitého T-článku v rozsahu 0,1f0 – 10f0.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Osciloskop
Nízkofrekvenční generátor
Postup
Při měření fázové charakteristiky určujeme čas, o který se fázor výstupního napětí měřeného článku U2 opožďuje (předbíhá) vůči fázoru napětí vstupního U1. Tento čas potom
vztahujeme k periodě měřeného signálu a přepočítáváme na úhel ve stupních. Měření provádíme v zadaném kmitočtovém pásmu při jedenácti kmitočtech.
K měření je vhodné použít dvouvstupový osciloskop a nízkofrekvenční generátor. Na
vstup měřeného článku připojíme nf generátor a první vstup osciloskopu (Y1). Druhý vstup
osciloskopu (Y2) připojíme na výstup měřeného článku. Pro určení rezonančního kmitočtu f0
přepneme osciloskop do režimu XY a generátorem nastavíme takový kmitočet, při kterém se
na displeji osciloskopu zobrazí úsečka. Poznamenáme si rezonanční kmitočet článku, osciloskop přepneme do režimu se zapnutou časovou základnou a provedeme měření v uvedeném
rozsahu kmitočtů. Naměřené hodnoty zapisujeme do tabulky. Stejný postup použijeme
k proměření druhého článku. Nakonec provedeme přepočet časového posunu na úhel ve stupních a výsledné hodnoty zpracujeme graficky.
VY_32_INOVACE_EL_8_13
Tabulka hodnot
ČM
f/Hz
T/µs
∆t/µs
φ/°
ČM
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
Příklad výpočtu
T=
1
f =
1
Hz =
∆t
φ = 360° T = 360° ∆t . f =
Závěr
f/Hz
T/µs
∆t/µs
φ/°
VY_32_INOVACE_EL_8_13
Grafy
VY_32_INOVACE_EL_8_14
Digitální učební materiál
Měření přechodových dějů
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_14
Anotace: Měření přechodových dějů osciloskopem
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní přípravy
VY_32_INOVACE_EL_8_14
Úkol
Zobrazte časový průběh tlumených kmitů paralelního LC obvodu osciloskopem. Určete dobu kmitu a vypočtěte indukčnost cívky. Výsledek porovnejte s naměřenou hodnotou.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Paměťový osciloskop
Ochranný rezistor
Spínač
Kondenzátor 0,5 µF
Cívka 12000 závitů
Laboratorní zdroj stejnosměrného napětí 0 - 30 V / 2 A
Postup
1
Paralelní LC obvod je zdrojem harmonických kmitů o frekvenci f0 = 2π√LC . Aby došlo ke
vzniku kmitů, je třeba obvodu dodat energii - to provedeme sepnutím spínače S. Po nabití
kondenzátoru spínač rozpojíme, energie elektrického pole kondenzátoru se pak mění v energii
magnetického pole cívky a naopak. K těmto změnám dochází s charakteristickým kmitočtem
pro daný obvod (rezonanční kmitočet f0). Vlivem ztrát v obvodu harmonické kmity postupně
ustanou.
Pro zobrazení kmitů použijeme osciloskop v paměťovém režimu. Obvod zapojíme podle
obrázku, napětí zdroje nastavíme na U = 10 V a sepneme spínač. Po nabití kondenzátoru
spínač rozepneme a pozorujeme na stínítku osciloskopu tlumené kmitání LC obvodu.
Zobrazený průběh zapíšeme do paměti osciloskopu a změříme dobu kmitu T. Z této doby
a známé kapacity kondenzátoru určíme indukčnost cívky. Vypočtenou hodnotu porovnáme
VY_32_INOVACE_EL_8_14
s indukčností cívky, kterou určíme RLC měřičem. Časový průběh napětí zakreslíme do
diagramu.
Naměřené hodnoty a výpočet
C=
Graf
Závěr
T=
T2
L= 2 =
4π C
VY_32_INOVACE_EL_8_15
Digitální učební materiál
Hysterezní smyčka
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_15
Anotace: Zobrazení hysterezí smyčky osciloskopem
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: M. Fiala, M. Vrožina, J. Hercik - Elektrotechnická měření I, vlastní
příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_15
Úkol
Pomocí osciloskopu zobrazte hysterezní smyčku transformátorových plechů.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Osciloskop
Regulovatelný zdroj střídavého napětí
Integrační RC článek
Snímací rezistor 0,47 Ω / 5 W
Postup
Hysterezní smyčka vznikne při magnetování feromagnetického materiálu střídavým
magnetickým polem. Je to závislost magnetické indukce B magnetovaného materiálu (transformátorové plechy) na intenzitě magnetického pole H. S výhodou můžeme použít např.
proudový měřicí transformátor, jehož primární vinutí má malý počet závitů N1 vodičem většího průřezu a magnetický obvod tvoří transformátorové plechy. Intenzita magnetického pole
v magnetovaném obvodu je přímo úměrná procházejícímu proudu I a počtu závitů N1, kterými proud prochází. Nepřímo pak intenzita závisí na délce střední siločáry magnetického obvodu, tedy H =
N1 . I
. Protože počet závitů i délka siločáry jsou pro daný transformátor konls
stanty, je intenzita magnetického pole úměrná procházejícímu proudu. Ke snímání proudu je
v obvodu primárního vinutí zařazen snímací rezistor R1. Napětí na něm je tedy úměrné intenzitě magnetického pole v jádře transformátoru. Ve výstupním vinutí transformátoru se indukuje napětí U2, jeho integrací RC článkem získáme napětí Uvýst. Toto napětí je úměrné magnetické indukci v jádře, pro správnou funkci integračního RC článku musí být jeho časová konstanta τ alespoň dvacetinásobkem doby periody T integrovaného napětí.
Po kontrole zapojení přepneme osciloskop do režimu XY. Ověříme, zda časová konstanta integračního RC článku splňuje výše uvedenou podmínku. Bod na obrazovce nastavíme
do jejího středu a opatrně zvyšujeme napětí U1. Na obrazovce sledujeme hysterezní smyčku;
zvyšováním U1 se její plocha zvětšuje, koncové body smyčky se pohybují po křivce prvotní
magnetizace. Prohlédneme si charakteristický výsledný tvar smyčky a zakreslíme jej do protokolu.
VY_32_INOVACE_EL_8_15
Ověření časové konstanty RC článku
R=
T = 1/f =
Graf
Závěr
C=
τ = R.C =
VY_32_INOVACE_EL_8_16
Digitální učební materiál
Nízkofrekvenční předzesilovač
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_16
Anotace: Měření vstupní a výstupní impedance a citlivosti NF předzesilovače
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: P. Nemec – Elektrické měření II-A, vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_16
Úkol
U nízkofrekvenčního zesilovače změřte:
a) vstupní impedanci linkového a mikrofonního vstupu
b) výstupní impedanci
c) citlivost linkového a mikrofonního vstupu pro nastavení regulátoru GAIN v obou
krajních polohách (min./max.) při výstupním napětí 1 V. Z naměřených hodnot určete zesílení
Schéma zapojení
Použité přístroje
nf generátor
2x nf milivoltmetr
Reostat 1200 Ω
Stabilizovaný zdroj 2x15 V
Osciloskop
Postup
K měření vstupní impedance využíváme napěťový dělič, který vznikne zapojením odporu mezi zdroj signálu (generátor) a vstup zesilovače. Pokud napětí na odporu je stejné jako
napětí na vstupu zesilovače, musí se vstupní impedance rovnat odporu předřazeného rezistoru.
Napětí měříme nízkofrekvenčními milivoltmetry, odpor ohmmetrem. Výstupní impedanci určíme z poklesu výstupního napětí při změně zatížení výstupu. Nejprve změříme výstupní napětí nezatíženého zesilovače, pak k výstupu připojíme předepsanou zátěž a opět změříme výstupní napětí. Podíl rozdílů napětí a proudů je hledaná výstupní impedance. Při zjišťování
VY_32_INOVACE_EL_8_16
vstupní citlivosti nastavujeme takové napětí na vstupu zesilovače, aby výstupní napětí mělo
předepsanou velikost. Průběh výstupního napětí kontrolujeme osciloskopem.
Naměřené a vypočtené hodnoty
Z1LINE =
U20 =
Závěr
Z1MIC =
U21 =
Z2 =
R2.(U20 - U21)
=
U21
U1LINEmin =
U2
ALINEmin = U
=
1LINEmin
U1LINEmax =
U2
ALINEmax = U
=
1LINEmax
U1MICmin =
U2
AMICmin = U
=
1MICmin
U1MICmax =
AMICmax =
U2
=
U1MICmax
VY_32_INOVACE_EL_8_17
Digitální učební materiál
Korekční zesilovač
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_17
Anotace: Měření kmitočtové charakteristiky korekčního zesilovače
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: P. Nemec – Elektrické měření II-A, vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_17
Úkol
Změřte a zakreslete kmitočtovou charakteristiku korekčního zesilovače pro nastavení
regulátorů středů a GAIN do střední polohy. Regulátory basů a výšek nastavte při prvním měření na minimum a při druhém měření na maximum. Měření proveďte v kmitočtovém pásmu
20 Hz až 20 kHz.
Schéma zapojení
Použité přístroje
nf generátor
2x nf milivoltmetr
Reostat 1200 Ω
Stabilizovaný zdroj 2x15 V
Osciloskop
Postup
Na vstup měřeného zesilovače přivedeme signál z nízkofrekvenčního generátoru. Do
tabulky zapisujeme kmitočet signálu f, vstupní napětí U1 a výstupní napětí U2. Po ukončení
U2
měření vypočteme pro každý kmitočet zisk zesilovače A = 20 log U .
1
Po kontrole zapojení nastavíme regulátory hloubek a výšek na minimum, na vstup zesilovače přivedeme signál z generátoru o kmitočtu asi 20 Hz. Do tabulky zapíšeme naměřené
hodnoty, nastavíme další kmitočet a zjištěné hodnoty opět zapíšeme do tabulky. Celý postup
opakujeme až po dosažení nejvyššího kmitočtu 20 kHz. Měření provedeme alespoň pro 10 až
12 kmitočtů tak, aby na logaritmické kmitočtové ose byly rovnoměrně vzdáleny. Pak nasta-
VY_32_INOVACE_EL_8_17
víme regulátory hloubek a výšek na maximum a celý postup opakujeme od nejnižšího kmitočtu. Po posledním měření vypočteme zisk pro obě polohy regulátorů a sestrojíme graf.
Tabulka hodnot
ČM
f/Hz
U1min/mV
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Příklad výpočtu
U2min
Amin = 20 log U
=
1min
Závěr
U2min/mV
Amin/dB
U1max/mV U2max/mV Amax/dB
VY_32_INOVACE_EL_8_17
Graf
VY_32_INOVACE_EL_8_18
Digitální učební materiál
Měření vstupního proudu logického hradla
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_02
Anotace: Měření vstupního proudu logického hradla
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: J. Kraemer, J. Nývlt – Elektrotechnická měření II., vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_18
Úkol
Změřte vstupní proud hradla NAND logického obvodu TTL řady 7400 pro oba logické
signály.
Schéma zapojení
Použité přístroje
2x Voltmetr digitální, rozsahy 2 a 20 V
Ampérmetr digitální, rozsah 2 mA
Reostat posuvný 1,2 kΩ / 630 mA
Přípravek pro zapojování a měření logických IO
Postup
Vstupní proud měříme při největším přípustném napájecím napětí UCC (z katalogu
5,25 V). Je to největší proud Ivst(I) pro vstupní logický signál I (2,4 – 5,25 V). Měříme
v zapojení podle obrázku. Vstupní proud pro logický signál 0 Ivst(0) je největší proud, který
teče ze vstupu při logické úrovni 0 (0 – 0,4 V). Měříme ve stejném zapojení, avšak neměřený
vstup připojíme na napájecí napětí UCC (přepnutím přepínače S).
Po kontrole zapojení provedeme první měření pro úroveň logické I na měřeném
vstupu. Potom změříme vstupní proud pro logickou 0. Vstupní napětí nastavujeme
reostatem P. Naměřené údaje zapíšeme do tabulky. Napětí na vstupu hradla měříme
digitálním voltmetrem. Je to důležité, protože tento přístroj má velký odpor a neovlivňuje
VY_32_INOVACE_EL_8_18
vstupní proud hradla. Po ukončení měření prohodíme oba vstupy (vývody 1 a 2) a stejným
způsobem zjistíme vstupní proudy pro druhý vstup. Nakonec porovnáme všechny naměřené
hodnoty s katalogovými.
Tabulka hodnot
Vstup 1
Ivst(I)/mA Ivst(0)/mA
Závěr
Vstup 2
Ivst(I)/mA Ivst(0)/mA
VY_32_INOVACE_EL_8_19
Digitální učební materiál
Měření vstupní napěťové nesymetrie OZ
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_19
Anotace: Měření vstupní napěťové nesymetrie OZ
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_19
Úkol
Změřte vstupní napěťovou nesymetrii (offset) Un operačního zesilovače.
Schéma zapojení
Použité přístroje
Voltmetr digitální
Přípravek pro měření operačních zesilovačů
Laboratorní zdroj 2x15 V
Postup
Pokud je mezi vstupy ideálního operačního zesilovače nulové napětí, je nulové i jeho
výstupní napětí. Avšak u reálného zesilovače je vlivem jeho nedokonalosti výstupní napětí
nenulové. Nulového výstupního napětí dosáhneme přivedením určitého napětí mezi vstupy
zesilovače. Proto je třeba mezi vstupy operačního zesilovače přivést takové napětí, aby na
jeho výstupu bylo napětí nulové. Toto napětí nazýváme vstupní napěťovou nesymetrií.
Měření nesymetrie se provádí tak, že na oba vstupy zesilovače přivedeme nulové napětí a
změříme výstupní napětí. Jeho velikost závisí na vstupní napěťové nesymetrii a zesílení OZ,
které nas-tavíme na známou hodnotu obvodem zpětné vazby. V našem případě (neinvertující
zesilovač) je zesílení Au OZ rovno poměru (R1+R2)/R1 = (50 Ω + 5000 Ω) / 50 Ω = 101.
Odpor R3 slouží ke kompenzaci vstupních klidových proudů OZ.
Měřený OZ vložíme do patice přípravku, připojíme napájecí zdroj a ověříme
funkčnost OZ. Voltmetrem změříme výstupní napětí zesilovače U a vypočteme vstupní
napěťovou nesymetrii Un = U/Au = U/101. Hodnotu napěťové nesymetrie zapíšeme do
tabulky a postup opakujeme pro všechny měřené součástky. Nakonec porovnáme zjištěné
hodnoty s katalogovými údaji.
VY_32_INOVACE_EL_8_19
Tabulka hodnot
Typ/Označení
OZ
Příklad výpočtu
U
U
Un = A = 101 =
u
Závěr
U/V
Un/mV
VY_32_INOVACE_EL_8_20
Digitální učební materiál
Měření převodní charakteristiky OZ
Šablona: III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Sada: VY_32_INOVACE_EL_8 – Elektrotechnická měření pro 3. ročník
DUM: VY_32_INOVACE_EL_8_20
Anotace: Měření převodní charakteristiky OZ
Autor: Ing. Luděk Valtar
Škola: Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910
Obor: Počítačové řídicí systémy
Předmět: Elektrotechnická měření
Ročník: 3.
Použitá literatura: vlastní příprava
VY_32_INOVACE_EL_8_20
Úkol
Změřte a graficky znázorněte převodní charakteristiku neinvertujícího zesilovače.
Schéma zapojení
Použité přístroje
2x voltmetr digitální
Reostat 1200 Ω
2x rezistor 4700 Ω
Přípravek pro měření operačních zesilovačů
Laboratorní zdroj 2x15 V
Postup
Převodní charakteristika je závislost výstupního napětí na vstupním napětí operačního
zesilovače U2 = f(U1). Zesílení operačního zesilovače při otevřené smyčce zpětné vazby
dosahuje hodnot 104 ÷ 106, proto je vhodné zesílení omezit (v našem případě na 10).
Obvod zapojíme podle schématu, k nastavování vstupního napětí
U1
použijeme
reostat, který připojíme ke zdroji napájecího napětí pro operační zesilovač přes oba rezistory.
Vstupní napětí postupně nastavujeme tak, aby se výstupní napětí měnilo od záporného
saturačního výstupního napětí až po kladné. Naměřené hodnoty zapisujeme do tabulky, po
ukončení měření sestrojíme graf U2 = f(U1).
VY_32_INOVACE_EL_8_20
Tabulka hodnot
U1/V
U2/V
Graf
Závěr
Download

Elektrotechnická měření pro 3. ročník