Osciloscopio

EL OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA. UNIVERSIDAD NACIONAL. SEDE MEDELLÍN .DEPTO. DE FISICA.

1

EL OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA

I . OBJETIVOS: • • Calibrar el osciloscopio Utilizar el osciloscopio para medir: voltajes, tiempos y frecuencias.

II. TEORIA: En la práctica anterior trabajamos sobre los principios físicos que fundamentan la tecnología del osciloscopio.Recordemos que cuando el osciloscopio estaba fuera del modo XY (el diente de sierra está activado), en la pantalla se interpretaba Y como voltajes y X como tiempos. El valor de la división dependerá de la posición de los botones VOLT/DIV y TIME/DIV respectivamente. Ahora si el osciloscopio estaba en el modo XY, ambos ejes se deben interpretar como voltajes (por el canal 1 entrará la señal Y y por elcanal 2 la señal X). A continuación citaremos algunos ejemplos de como se realizan en el osciloscopio medidas de voltajes, de tiempos y de frecuencias, suponiendo que éste se encuentre debidamente calibrado .

Medida de Voltajes

En una señal periódica V( t ) se pueden definir tres voltajes : V0 (amplitud de la señal) , V pp (voltaje pico a pico) y el Vrms (r : root-raíz-, m:mean-medio-,s:square-cuadrático) definido como sigue: 1 T  =  ∫ V( t ) 2 dt  T 0 
1 2

Vrms

siendo T el período de la señal. En la gráfica siguiente se ilustran estos voltajes para una señal sinusoidal:

EL OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA. UNIVERSIDAD NACIONAL. SEDE MEDELLÍN .DEPTO. DE FISICA.

2

En el caso de una señal sinusoidal Vrms = En el caso de una señal cuadrada Vrms = V0 . V0 2 .Para el caso de la red casera (la cual en el caso de nuestra ciudad, es administrada eficientemente por las Empresas Públicas de Medellín: E.P.M.) ,este voltaje tiene un valor de 110 voltios (y su frecuencia es de 60 hz), por lo que V0 = 155,56 voltios y V pp = 311,12 voltios.
A continuación citamos un ejemplo de una señal que aparece representada en la pantalla del osciloscopio como seilustra en la figura 1. Deseamos saber cuál es la diferencia de potencial (voltaje) entre los puntos A yB. El número de divisiones

N y entre los puntos A y B es de 4. Sí el botón VOLT/DIV está posicionado en

0,2 VOLT/DIV y además estamos usando la punta de prueba LP-040 (la cual atenúa la señal en un factor de 10), la lectura en el voltaje se hará como sigue:

V = 4divisionesx 0,2( voltios /division) x10 = 8,8voltios
La incertidumbre absoluta en las divisiones es de ±0,2 divisiones (el segmento unidad está dividido en solo cinco partes), por lo que la incertidumbre absoluta en la medida del voltaje será:

δV = 0,2divisinesx 0,2( voltios / division) x10 = ±0,4voltios
y la lectura se reportará

EL OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA. UNIVERSIDAD NACIONAL. SEDE MEDELLÍN .DEPTO.DE FISICA.

3

V = 8,8 ± 0,4 voltios
El lector debe demostrar que la incertidumbre relativa en la medida del voltaje es igual a

δV 0,2 = V Ny
es decir, entre mayor sea distancia entre los puntos a medir , menor será el “error” relativo en la medida. En esta práctica mediremos diferentes voltajes suministrados por un generador . La escala de estos (los generadores de onda), es solo unindicador de los voltajes de salida en éstas ; pero es necesario de un aparato de buena precisión como un voltímetro o un osciloscopio para saber el “verdadero” valor de éstos.

Medida de tiempos. En la misma señal anterior (figura 1) deseamos saber el tiempo que hay entre los puntos C y D de ella . El número de divisiones horizontales N x que los separa es 5. Si por ejemplo el botón TIME/DIV estáen la posición 0.2 ms/div , el tiempo entre los dos puntos se calcula como sigue: Tiempo entre los puntos C y D =

5divisionesx0.2ms / div = 1ms

La incertidumbre será igual a 0.04 ms, por lo que el resultado lo debemos expresar así

1.00 ± 0.04ms
Ahora , si se ha usado la función x10 MAG ( la cual se activa si hundimos el botón que aparece en el panel con esa marca), el cálculo se haría...