Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 14. 12. 2023 17:43

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Měření hodnot na osciloskopu

Zdravím,

mám dotaz, který by šlo zařadit do fyzikální kategorie. Potýkám se s problémem měření hodnot na analogovém osciloskopu. Konkrétně mi neodpovídají hodnoty zobrazované na osciloskopu s hodnotami naměřenými na připojených multimetrech. V přiložené fotografii je vyobrazen průběh nesinusového napětí pro hodnotu vstupního napětí 200 Vef a výstupního napětí 203 Vef - osciloskop je připojen na výstupní napětí. Uvědomuji si, že pro nesinusový průběh nelze použít definované vztahy pro výpočet špičkového, středního apod. napětí, avšak s daným problémem jsem se potýkal též při měření sinusového napětí. Můj problém spočíval v tom, že hodnoty špičkového napětí dopočítané z efektivního napětí vůbec nedopovídaly hodnotám zobrazeným na osciloskopu. Jsem si vědom toho, že tyto hodnoty jsou závislé především na nastavení osciloskopu, avšak maximální hodnota napětí pro jednu buňku zde činí 20 V. Dělám tedy chybu v mém měření, či je problém s použitou technikou? Nejsem studentem elektrotechniky, tudíž s tímto nemám žádnou zkušenost, čili se případně omlouvám za hloupou otázku.

Předem děkuji.


https://cdn.discordapp.com/attachments/ … 6c808&


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) FRhapsody)

#2 14. 12. 2023 19:14

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Měřáky asi měří plus minus správně. Takto - pokud to nejsou TRUE-RMS měřáky, tak neměří efektivní hodnotu, ale střední hodnotu usměrněného signálu. Z toho lze odhadnout, jak se bude jejich výsledek lišit od skutečné efektivní hodnoty, ale pro takovýto skorosinus to nebude příliš velká odchylka.

Takže zbývá osciloskop. Pro efektivní hodnotu 200V by měla být vrcholová skoro 300V. Ale ty ji nemáš ani 200V, což je tedy nesmysl, efektivní hodnota nemůže být vyšší než maximální.

Čím to je, to netuším, nejspíš ti osciloskop nefunguje tak jak má. Můžeš si to zkusit na nějakém napětí, které znáš, třeba na nějaké baterii. Taky je otázka, jestli tam máš správnou sodnu. Ideálně kdybys měl k dispozici nějaký osciloskop, kterému věřit můžeš, a tím si to zkontrolovat. To samé by se možná hodilo provést i s těmi měřáky, také není nikde napsané, že musejí fungovat správně. Kvůli tomu se také dělají ty kalibrace, že...

Offline

 

#3 14. 12. 2023 19:16

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Já teda vycházím z toho, že na osciloskopu je zobrazeno 50V/dílek. Netuším, jestli je to pravda. Ale to by znamenalo, že napětí nemá ani 150V.

Offline

 

#4 15. 12. 2023 16:17

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ MichalAld: Mohu poskytnout ještě druhou část osciloskopu s relevantním nastavením. Bohužel nevlastním žádný multimetr a už vůbec ne osciloskop, tudíž nemohu provést vlastní měření. Vzhledem k tomu, že měření nebylo prováděno na mém majetku, nemám zpětně k dispozici další záběry a rovněž nemohu provést další měření. Napadlo mě si pouze spočítat špičkové napětí u čistého sinusového průběhu a prostě natvrdo spočítat odpovídající buňky a z toho dopočítat, kolik voltů by mělo být na jedné buňce.

https://cdn.discordapp.com/attachments/ … 5d301&


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

#5 15. 12. 2023 20:35

Aleš13
Příspěvky: 354
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Jestli ten osciloskop funguje stejně jako bývaly analogové Tektronixy, tak u těch točítek volts/div nesvítí kontrolka, což znamená, že jsou v nějaké nekalibrované mezipoloze a že z těch dílků na obrazovce neodečteš žádnou přesnou hodnotu.

Offline

 

#6 15. 12. 2023 20:52

mr_pavlo
Zelenáč
Příspěvky: 13
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Vlavo dole mas napisane 1:50, teda mas v osciloskope nastavenu sondu 1:50. Predpokladam, ze mas sondu 1:10, potom by to vychadzalo radovo OK. Moze byt?

Offline

 

#7 16. 12. 2023 16:49

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ mr_pavlo: Přiznám se, že o jakékoliv nastavení jsem se v tu chvíli nestaral a pouze jsem měřil, ale pokud to tak vychází, tak by to mělo být, děkuji moc. Typickou sondu jsem v průběhu měření nepoužíval, prováděl jsem to na záložním zdroji UPS typu Offline, jehož výstup byl na osciloskop připojen, pokud to z hlediska informací pomůže.


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

#8 17. 12. 2023 15:11

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Pokud těm voltmetrům věříš, můžeš si podle nich zkalibrovat ten osciloskop - tj zjistit, kolik voltů je dílek. Akorát je problém že to není sinusové napětí.
Takže asi nejlepší co můžeš udělat je si tam ty vršky sinusovek dokreslit.
Když ze změřené "efektivní" hodnoty vypočítáš amplitudu sinusového signálu
[mathjax]U = \sqrt{2}U_{ef}= 1.41 U_{ef}[/mathjax]
bude to zhruba odpovídat vrcholu sinusovky, kterou si tam domaluješ. Není to úplně přesné, ale asi nejlepší, co můžeš udělat. Rozhodně to nebude napětí, které by odpovídalo vrcholu tvojí oříznuté sinusoidě.
A pak vzít pravítko, změřit vrcholek sinusovky a velikost dílku a dát to do poměru. Případně se na dílky můžeš vykašlat a používat rovnou to pravítko. Já totiž úplně nechápu, co chceš vlastně změřit.

Offline

 

#9 17. 12. 2023 17:01

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ MichalAld: Děkuji, pokusím se takový postup aplikovat. V rámci osciloskopu potřebuji pouze zjistit špičkové napětí a střední napětí u nesinusových průběhů, protože pro ně bohužel nemohu použít uvedené vztahy pro výpočet. Omlouvám se, měl jsem to zmínit na začátku.


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

#10 17. 12. 2023 19:24

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

No, střední hodnotu s největší pravděpodobností měří ty volmetry co používáš. A pak se přepočítá na efektivní, dle vztahu Uavg = Uef * 0.9003

Čísla jsem našel tady, vypadají věrohodně, ale neověřoval jsem to.

Offline

 

#11 18. 12. 2023 17:17

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ MichalAld: Bylo by samozřejmě dobré si výpočty ulehčit těmito vztahy, avšak jejich přesnost lze brát v úvahu pouze při harmonickém průběhu, ne? Např. měl bych v rámci průběhu na obrázku takovou volnost ve výpočtu, nebo by mi hodnoty zjištěné z těchto vztahů dávaly již dost nepřesné výsledky? Protože z toho, co jsem si zjišťoval, tak jediným jiným způsobem lze např. střední napětí určit už pomocí integrálního počtu, který bohužel v tuto chvíli neovládám a nenašel jsem způsob, kterým by to šlo určit z grafického průběhu. A mockrát děkuji za ochotu.

https://media.discordapp.net/attachment … y=lossless


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

#12 18. 12. 2023 17:39

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Střední hodnotu lze určit z grafického průběhu. Problém je akorát v tom, že musíš znát měřítko. Které ovšem neznáš. Nicméně děláš, jako bys to potřeboval na tři platné číslice. Pokud ti to stačí na pár procent, klidně můžeš použít postup, který jsem napsal.

Jinak střední hodnota se určuje tak, že určíš plochu, a pak ji podělíš tou délkou na ose x (tedy periodou). Jak určit plochu? buď si spočítej čtverečky, které to ohraničuje, nebo si to vytiskni, vystřihni a zvaž ... a taky můžeš použít planimetr. No a v nějakém photoshopu to půjde určitě taky.

Offline

 

#13 18. 12. 2023 17:41

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Samozřejmě, když bude signál obdélníkový, tak už je chyba dost značná. Ale u sinu s "ustřiženýma špičkama" nebude mezi střední a efektivní hodnotou zas tak velký rozdíl oproti čistému sinu.

Navíc stejně nevíš, co ty voltmetry přesně měřily.

Offline

 

#14 19. 12. 2023 19:24

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

Pokud jde o tvůj obdélníkový signál (můžeme li ho považovat za pravidelný obdélník), tak ten má efektivní hodnotu
[mathjax]U_{ef} = U_m / \sqrt{2} = 0.71 U_m[/mathjax]
a střední hodnotu (usměrněného signálu)
[mathjax]U_{s} = U_m / 2 = 0.5 U_m[/mathjax]

Sinusovka má efektivní hodnotu stejnou a střední hodnotu usměrněného signálu
[mathjax]U_{s} = 0.63 U_m[/mathjax]

Já neříkám, že mezi 0.5 a 0.63 není žádný rozdíl, je to kolem 20%, ale to je pořád méně, než jak ukazuje tvůj osciloskop. Navíc obdélník a sinus jsou už dost odlišné průběhy. Tvůj oříznutý sinus a normální sinus se skoro neliší, rozdíl v tom poměru střední a efektivní hodnoty bude pár procent. Podle mě. Můžeš si to samořejmě spočítat, není to zas tak složité (i když dost složité na to, abych to dělal z hlavy).

Já akorát moc nechápu, o co ti vlastně jde. Máš nějaké údaje, které z poloviny nedávají smysl, počítat taky neumíš, a řešíš, jestli se při výpočtu nedopustíš nějaké chyby. Jasně, že dopustíš. Měl sis to změřit pořádně, když to chceš mít přesně. Teď už se nic moc dělat nedá.

Offline

 

#15 19. 12. 2023 19:26

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ MichalAld: Takže např. u přiloženého průběhu si spočítám počet buněk pro jednu periodu, který mi vychází přibližně 18, vydělím to předpokládám periodou [mathjax]2*10^{-3}s[/mathjax], a poté vynásobím napěťovou konstantou? Podle mě dělám někde chybu, protože je vidět, že mi to bude dávat moc velké výsledky. Za napěťovou konstantu jsem mimochodem určil [mathjax]\frac{\sqrt{2}*U_{ef}}{3}[/mathjax], protože v daném průběhu dosahuje špičkové napěti hodnoty asi třech buněk. V daném stavu bylo efektivní napětí na multimetru 230 V, tudíž mi napěťová hodnota pro jednu buňku vyšla 108,423 V.

https://cdn.discordapp.com/attachments/ … 1dcdc&


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

#16 19. 12. 2023 19:34

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

U sinusového signálu to takto složitě dělat nemusíš, tam to můžeš přepočítat rovnou, že když multimetr ukazuje 230V, tak špička je 325V, což jsou tvé 3 čtverečky, což dělá těch 108V/dílek.

A pokud jsi to další měření prováděl, aniž bys na ten osciloskop sahal, tak už to měřítko můžeš použít.

Offline

 

#17 19. 12. 2023 19:41 — Editoval MichalAld (19. 12. 2023 19:43)

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5047
Reputace:   126 
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

FRhapsody napsal(a):

↑ MichalAld: Takže např. u přiloženého průběhu si spočítám počet buněk pro jednu periodu, který mi vychází přibližně 18, vydělím to předpokládám periodou [mathjax]2*10^{-3}s[/mathjax], a poté vynásobím napěťovou konstantou?

Ale né, nedělíš to žádnou "předpokládanou periodou", dělíš to tou délkou na obrázku, což je zhruba 10. Takže to máš 1.8 x napěťová konstanta 108V/dílek dává 195V. (mělo by to vyjít trochu víc, těch 18 čtverečných dílků je jen velmi zhruba).

S efektivní hodnotou to bude horší, to by sis musel dokázat nakreslit obrázek druhé mocniny toho napětí. Pro sinus lze využít vztah, že [mathjax]\sin^2x = 1/2 - 1/2 \cos(2x)[/mathjax], ale pro obecný průběh je to už dost pracné.

Offline

 

#18 21. 12. 2023 14:24

FRhapsody
Příspěvky: 72
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Měření hodnot na osciloskopu

↑ MichalAld: Děkuji moc, už tomu rozumím. To je k mým otázkám vše.


Lidé, kteří si osvojili principy matematiky, mají o jeden smysl víc než obyčejní smrtelníci. (Darwin)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson