GENEL BİLGİ - Cumhuriyet Üniversitesi

CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELEKTRİK DEVRELERİ LABORATUVARI
DENEY FÖYÜ
Hazırlayan
Arş. Gör. Rafet Can ÜMÜTLÜ
Arş. Gör. Özlem POLAT
Denetleyen
Yrd. Doç. Dr. Murat OKATAN
DENEY-1
OSİLOSKOP, AVOMETRE ve SİNYAL ÜRETECİ KULLANIMI
Deneyin Amacı:
Bu deneyde elektrik devrelerindeki akım, gerilim, direnç gibi fiziksel büyüklüklerin ölçülmesi
konusu incelenecektir. Öncelikle bu büyüklüklerin ölçülmesinde kullanılan ölçü aletleri
tanıtılacak, ardından basit bir elektrik devresi deney setinde kurularak devredeki akım ve
gerilim değerleri ölçülecektir. Ayrıca elektriksel büyüklüklerin zamana göre değişim
biçimlerini incelemede çok büyük önemi olan osiloskop ile gerilim, akım, zaman ve frekans
ölçümlerinin nasıl yapılabileceği gösterilecektir.
Ön Bilgi:
Bir elektrik devresindeki temel büyüklükler devre elemanları üzerindeki akım ve gerilim
değerleridir. Bu büyüklükleri ölçmek için, aslında kendileri de elektrik devreleri olan ölçü
aletlerini kullanırız. Yani, akım ölçmek istiyorsak ölçeceğimiz akımı, üzerinden geçen akımın
değerini bize bildirecek olan bir devreden (ölçü aletinden) geçirmemiz gerekir. Diğer bir
deyişle, ölçü aletini devreye seri olarak bağlamalıyız. Gerilim ölçmek istiyorsak, uçlarına
uygulanan gerilim değerini gösteren bir devreye (ölçü aletine) ölçülmesini istediğimiz gerilimi
uygulamamız gerekir. Yani, ölçü aletini devreye paralel olarak bağlamalıyız. Bu ölçü aletleri
aşağıda tanıtacağımız avometre ve osiloskoptur. Avometre üzerindeki anahtarı değiştirmek
suretiyle isteğe göre bir ampermetre ya da voltmetre olarak kullanılabilen bir ölçme aletidir.
Ayrıca elemanların direnç değerlerini de ölçebildiğinden A(mper)V(olt)O(hm)METRE ismini
almıştır. Osiloskop ise yalnızca gerilimi ölçer; ancak buna karşılık devredeki bir gerilimin
zamana göre değişimini ayrıntılarıyla gösterir.
Genel olarak ölçme eylemindeki temel problem ölçme aletinin ölçüm yaptığımız sistemi
etkilememesini sağlamaktır. Hâlbuki her ölçü aletinin bir iç direnci olacağından, akım ölçerken
bu iç direnç akımını ölçeceğimiz elemana seri, gerilim ölçerken ise elemana paralel bağlanarak
devredeki elektriksel büyüklükleri değiştirir. Bu kaçınılmaz sorunu etkisizleştirmenin yolu
ampermetre için iç direncin çok küçük, voltmetre için ise çok büyük olmasını sağlamaktır.
Bunu daha net görebilmek için ölçü aletinin sistemden çektiği enerjiye bakabiliriz. Enerji


0
v i dt ile ifade edilir. O halde, ölçü aletinin sistemden az enerji çekmesini istiyorsak ya
geriliminin ya da akımının çok küçük olması gerekir. Voltmetre için gerilimi çok küçük yapmak
2
ölçeceğimiz büyüklüğü değiştirmek olacağından akımı azaltmayı tercih ederiz. Bunun için de
i
V
bağıntısı gereği iç direnci çok büyük tutarız. Ampermetre için ise gerilimi azaltmak
R
amacıyla V  iR bağıntısı gereği iç direnci küçük tutmalıyız. Böylece ölçmedeki hatayı
azaltabiliriz. Bu sebeple avometrelerin iç dirençleri akım girişlerinde çok küçük, gerilim
girişlerinde ise çok büyüktür.
Voltmetre:
İki nokta arasındaki gerilim farkını ölçmeye yarayan iki uçlu bir ölçüm aletidir. Herhangi bir
devrede gerilimi ölçülmek istenen noktalara paralel bağlanır. İdeal bir voltmetrede iç direnç
sonsuzdur. Bu nedenle akım çekmediği için açık devre gibi düşünülebilir. Buna karşılık gerçek
voltmetrede çok büyük değerli bir iç direnç vardır ve çok az da olsa üzerinden akım geçirir.
Şekil 1.1 İdeal ve gerçek voltmetre
Ampermetre:
Devrenin herhangi bir kolundan geçen akımı ölçmeye yarayan iki uçlu ölçüm aletidir. Herhangi
bir devrede akımın ölçüleceği noktaya seri bağlanır. İdeal bir ampermetrede iç direnç sıfırdır
böylece ampermetre üzerinde gerilim düşmesi olmaz. Buna karşılık gerçek ampermetrede çok
küçük de olsa bir iç direnç vardır.
Şekil 1.2 İdeal ve gerçek ampermetre
3
Ohmmetre:
Direnç değerlerini ölçmek için kullanılan iki uçlu ölçüm aletidir. İçinde DC bir kaynak vardır
ve bir dirence bağlandığında bu kaynaktan dolayı bir akım akar.
Uyarı: Çalışan bir devrede direnç ölçümü yapılmaz.
Avometre:
Voltmetre, ampermetre ve ohmmetre olarak kullanılabilen bir ölçüm aletidir. Hangi ölçüm
yapılmak isteniyorsa avometre üzerindeki anahtar gerekli konuma getirilerek ölçme işlemi
gerçekleştirilir. Multimetre analog (ibreli) veya sayısal (dijital) olabilir. Aşağıda bir sayısal
multimetre resmi verilmiştir.
Şekil 1.3 Sayısal multimetre
Sayısal multimetrede volt, amper ve ohm değerleri sayısal olarak ekranda gözlemlenir. Analog
multimetrede ise ölçüm bir ölçek etrafında hareket eden işaretçi yardımıyla okunur.
4
Şekil 1.4 Sayısal ve analog multimetre
Şekil 1.5 Multimetre kullanarak direnç, voltaj ve akımın ölçülmesi
DC Kaynak – AC Kaynak:
DC kaynak, büyüklüğü ayarlanabilen doğru gerilim kaynağıdır. AC kaynak ise, büyüklüğü ve
periyodu ayarlanabilen gerilim kaynağıdır.
5
DC Bir Kaynaktan Beslenen Devrede Herhangi Bir Koldan Geçen Akımın Ölçülmesi:
a) R1 ve R2 dirençlerinin bağlı olduğu koldaki akımın ölçülmesi.
Uyarı: Multimetreyi ampermetre konumuna getirmeyi, en yüksek akım kademesine almayı ve
ölçüm noktasına seri bağlamayı unutmayınız.
Şekil 1.6 Devre şeması
Yukarıda verilen devrenin güç kaynağı ve multimetre bağlantıları aşağıdaki gibi yapılır.
Şekil 1.7 Herhangi bir koldan geçen akımın ölçülmesi
6
b) R2 direnci üzerinden akan akımın ölçülmesi.
Şekil 1.8 Devre şeması
Şekil 1.9 Herhangi bir koldan geçen akımın ölçülmesi
DC Bir Kaynaktan Beslenen Devrede Herhangi Bir Eleman Üzerindeki Gerilimin
Ölçülmesi:
a) Gerilim ölçülürken multimetrenin probları ölçüm yapılacak noktaya ters (artı uç-eksiye, eksi
uç artıya) bağlanırsa multimetrede gerilim değeri “- (negatif)“ okunur. Problar doğru (artı
uç-artıya, eksi uç-eksiye) bağlanırsa gerilim değeri “+ (pozitif)” okunur.
7
Şekil 1.10 Multimetre bağlama şekilleri
b) R2 direnci üzerindeki gerilim değerini ölçülmesi.
Uyarı: Multimetreyi gerilim konumuna almayı, en yüksek gerilim ölçeğine getirmeyi ve ölçüm
noktalarına paralel bağlamayı unutmayınız.
Şekil 1.11 Devre şeması
Şekil 1.12 Herhangi bir eleman üzerindeki gerilimin ölçülmesi
8
Direnç Elemanları:
𝑣(𝑡) = 𝑅 × 𝑖(𝑡) ya da 𝑖(𝑡) = 𝐺 × 𝑣(𝑡) bağıntısı ile tanımlanan 2-uçlu elemana doğrusal ve
zamanla değişmeyen direnç elemanı denir. Tanım bağıntılarındaki R katsayısı direnç
elemanının direnci (rezistansı), G katsayısı da iletkenliğidir (kondüktans). Burada R ve G
gerçek sayıdır. Uluslararası birimler sisteminde R'nin birimi ohm (  ), G'nin birimi ise mho (
1 ) veya siemens’dir (S). Direnç ile iletkenlik arasında 𝑮 × 𝑹 = 𝟏 bağıntısı vardır.
Dirençler, elektrik veya elektronik devrelerinde akımı kontrol etmek amacıyla oldukça yaygın
olarak kullanılan elemanlardır. Kullanım gereksinimlerine göre dirençler farklı biçim yapı ve
güçlerde üretilirler. Bunlardan başlıcaları:
a) Sabit dirençler
b) Değişken dirençler
c) Foto rezistif dirençler
d) Isıya duyarlı dirençler
e) Tümleşik dirençler
Dirençlerin değerleri ve toleransları renk kodu denilen işaretleme ile belirlenir.
Bu renk kodları ve anlamları, örnekleriyle birlikte aşağıda verilmiştir.
9
Bir Elektrik Devresinde Akım ve Gerilimin Ölçülmesi:
Deneyin Yapılışı:
Şekil 1.13 Deney devresi
10
1- Şekil 1.13’deki devreyi kurunuz.
2- Ana koldan geçen akımı hesap ile bulunuz ve kaydediniz.
3- Ana koldan geçen akımı ölçüp kaydediniz.
4- Her direnç üzerinde oluşan gerilimi hesap ile bulup kaydediniz.
5- Her direnç üzerinde oluşan gerilimi ölçüp kaydediniz.
6- Toplam (eşdeğer) direnç değerini hesap ve ölçüm yolu ile bulunuz.
Sinyal Üreteci:
Sinüs, kare, testere-dişi gibi sinyalleri üretebilen “sinyal üreteci” ya da “işaret üreteci” adı
verilen bu cihazın iki temel ayarı vardır. Bunlar: 1- Genlik, 2- Frekans ayarıdır. Genlik;
sinyalin gerilim seviyesidir ve gerilim/zaman grafiğinde (şekil 1.14) dikey eksendir. Şekil
1.14’te gösterilen periyodik işaret + ve - değerler almaktadır. Periyot, sinyalin kendini
tekrarladığı süredir. Frekans, sinyalin saniyedeki devir sayısıdır ve periyodun çarpmaya göre
tersi alınarak bulunur:
f = 1/T
Aşağıda periyodu T=50 s, genliği (tepe değeri) Vp=1 V olan bir sinüs verilmiştir.
v (t) V
t (s)
Şekil 1.14 T=50s, Vp=1V olan sinüs işaretinin osiloskop görüntüsü
11
Şekil 1.15’te ise periyodu T=100 s, genliği Vp=1V olan bir sinüs verilmiştir.
v(t) V
Şekil 1.15 T=100s, Vp=1V olan sinüs işaretinin osiloskop görüntüsü
Son olarak, Şekil 1.16’da periyodu T=10 s, genliği Vp=2 V olan bir sinüs verilmiştir.
v(t) V
t (s)
t (s)
Şekil 1.16 T=10s, Vp=2V olan sinüs işaretinin osiloskop görüntüsü
Osiloskop:
Osiloskop, devre elemanlarının akım-gerilim özelliklerinin çıkartılmasında ve zamana bağlı
olarak değişen gerilimlerin incelenmesinde kullanılan bir ölçü aleti olup, çok hızlı değişen bir
veya birden fazla işaretin aynı anda incelenmesinde, genlik, frekans ve faz ölçümlerinde
kullanılır. Zamana bağlı olarak değişen bir akım veya gerilim işaretinin birtakım özellikleri
analog veya sayısal ölçü aletleri ile ölçülebilmektedir. Fakat bu aletler işaretin zamana bağlı
değişimi hakkında ayrıntılı bilgi verememektedirler. Değişim, ancak kısa aralıklarla okunan
12
değerlerin (zamanı da kaydederek) bir eksen takımı üzerinde gösterilmesi ile görülebilir. Bu da
oldukça zahmetli bir iştir. Bu nedenle, işareti zaman düzleminde zahmetsizce gösteren bir ölçü
aleti olan osiloskoplar imal edilmiştir.
Osiloskop, işaretleri dalga şekli olarak görmemizi sağlayan bir cihazdır. İç yapısı temel olarak
Şekil 1.17’deki gibidir.
Şekil 1.17 Osiloskobun iç yapısı
Cihazın temel bileşenleri: Katot Işını Tüpü (CRT-Cathode Ray Tube), tetikleme devresi, tarama
işareti üreteci, yatay ve düşey yükselteçlerdir.
Televizyonda olduğu gibi; bir elektron tabancası düzeneğinde (filaman, katot ve kafes) üretilen
elektronlar, yatay ve düşey saptırıcı levhalardan geçirilerek fosfordan yapılmış ekrana çarpar
ve ışıma yaparlar. Şekil 1.17’de gösterilen anot bölümleri yardımıyla ekran koyuluk-açıklık ve
odaklama-netlik ayarları yapılabilir. Elektron demetinin hareketini, yatay ve düşey saptırıcı
levhalara uygulanan gerilim belirleyecektir. Şekil 1.17’deki yatay paralel levhalar ekrandaki
hareketin düşey sapmasını (genlik ayarı), düşey paralel levhalar ise ekrandaki hareketin yatay
sapmasını (zaman ayarı) sağlayacaktır.
Yatay Ayarlar: Tarama işareti üreteci, periyodik testere-dişi sinyali üretir. Bu işaret Şekil
1.18’de gösterilmiştir. Bu işaretin artan bölümünde elektron demeti ekranı soldan sağa doğru
tarar; dik inen bölümünde ise ekran bir devre yardımıyla karartılır (elektronların ekrana
13
ulaşması engellenir). Bu sırada tarama işareti tekrar artan kısma dönmüş olur ve tarama
tekrarlanır. Burada Time/Div düğmesi tarama hızını ayarlamayı sağlar. Benzer şekilde X-Pos
düğmesi de işaretin ekrandaki yatay konumunu ayarlamak içindir.
Şekil 1.18 Periyodik testere-dişi sinyali
Osiloskoba bağlanan işaretin düzgün görüntülenmesi için, tarama işaretinin görüntülenecek
işaretle aynı frekansta olması gerekir. Bu durumu tetikleme (trigger) devresi sağlar. Tetikleme
modları şunlardır: Harici (Ext:External) ve Dahili (Int:Internal). Dahili tetiklemede, bilinmeyen
işaretin düşey yükselteç çıkışından alınan bir bölümü kullanılır. Eğer ‘+’ tetikleme seviyesi
seçilirse, işaret pozitife geçen kenarda, ‘-’ seçilirse negatife geçen kenarda görüntülenir. Harici
tetiklemede ise bir dış sinyal ile tetikleme sağlanır. Örnek olarak, bir kamera ile çekim
yapılırken çalışan bir bilgisayar ekranının kaymadan çekilmesi için bu ekranın tarama sinyali
ile (harici) tetikleme yapılması gerekir.
Düşey Ayarlar: Volts/Div düğmesi ile işaretin genlik ayarı yapılır. Bu düğme düşey saptırıcı
levhalara uygulanan gerilimi belirleyen yükseltece bağlıdır. Aynı şekilde Y-Pos düğmesi de
işaretin ekrandaki y-konumunu ayarlamayı sağlar (üste ya da alta kaydırır). Burada önemli bir
anahtar da giriş işaretinin DC mi yoksa AC mi görüntüleneceğini belirleyen anahtardır. Eğer
bu anahtar AC’de olursa işaretin yalnızca AC yani alternatif bileşenleri görünecek, DC yani
sabit değeri görünmeyecektir (kapasitör tarafından süzülecektir).
Prob (Probe): İncelenecek işaretlerin osiloskop cihazına aktarılması için kullanılan bir çeşit
kablodur. Bir ucu osiloskoba bağlanırken sivri olan diğer ucu devredeki incelenecek işaretin
bulunduğu düğüme temas ettirilerek kullanılır. Probun bu ucunda genellikle krokodil
14
konnektörü şeklinde bir de toprak bağlantısı bulunur. Osiloskop probları x1 ve x10 şeklinde
ayarlanabilirler:
R1: izlenen sinyali bozmadan ve değiştirmeden osiloskoba ulaştırır.
R10: izlenen sinyal onda birine zayıflatılarak osiloskoba ulaştırılır. Bu takdirde, sinyalin
gerçek genlik değeri ekranda görünen değerlerin 10 katıdır
Bir osiloskobun kontrolünü sağlayan düğmeler üç gruba ayrılır;
A-Görüntü (Display) Grubu:
1- Kalibrasyon (CAL): Osiloskobun özelliklerini test etmeye yarayan kare dalga osilatörü.
Üzerinde frekansı ve genliği belirtilir. Osiloskobun test edilmek istenen kanalına prob
yardımıyla uygulanır. Toprak bağlantısını yapmaya gerek yoktur.
2- Güç (Power): Osiloskop cihazının aç/kapa düğmesi. Cihaz çalışır durumda iken bu
düğmenin üzerindeki LED yanar.
3- Parlaklık (Intensity): Bu düğme ile ekrandaki çizginin parlaklığı ayarlanır. Kullanıcının
gözlerinin zarar görmemesi ve ekranın (CRT) uzun ömürlü olması için parlaklığın, görüntünün
görülebildiği en düşük ayara getirilmesi gereklidir.
4- Odaklama (Focus): Ekrandaki benek veya çizginin, uygun netlikte olmasını sağlar.
5- Yatay eğim (Trace rotation): Ekrandaki çizginin yatay eksene olan açısını ayarlar.
6- Aydınlatma (Illum): Ekran zemininin aydınlatılmasını sağlar.
7- Ekran (Screen): Yatay ve dikey çizgilerle bölünmüş bir koordinat sistemine sahip osiloskop
ekranıdır. İncelenen işaretler buradan izlenir.
B-Düşey Kuvvetlendirici (Vertical Amplifier) Grubu:
Her bir kanal (CH1 ve CH2) için ayrı olarak birer tane ayar düğmesi mevcuttur.
8- Genlik (VOLTS/DIV): Bu düğme ile dikey saptırma çarpanı seçimi yani dikey eksenin
ölçeklendirilmesi yapılır. Bu sayede ekrandaki yatay çizgilerin arasının kaç voltluk gerilime
karşılık düşeceği ayarlanır.
9- Değişken Ayar (Var): Bu düğme ile düşey saptırma çarpanı hassas olarak arttırılarak yüksek
genliklere sahip işaretlerin incelenmesi sağlanır. Bu düğme tamamen sağa çevrilip kilitlenirse
Volts/div değeri aynen alınır. Bu düğme tamamen sola çevrilirse Volts/div değeri 2.5 katsayısı
ile çarpılmalıdır.
10- Giriş Kuplaj Seçici (Input Coupling Selector): Her kanal için bir tane bulunur. Düşey
kuvvetlendirici girişine uygulanacak işaretin kuplajı seçilir.
15
AC: Giriş sinyali, düşey kuvvetlendiriciye bir kapasite üzerinden uygulanır. Bu kapasite,
işaretin DC bileşenini bloke eder ve sinyalin sadece AC bileşeninin görüntülenmesini sağlar.
GND: Bu konumda düşey kuvvetlendirici girişi topraklanır. Bu takdirde ekrandaki çizginin
bulunduğu yer toprak (referans, GND) seviyesini gösterir.
DC: Bu konumda düşey kuvvetlendiriciye işaretin tüm bileşenleri uygulanır. Eğer bir
işaretin tüm bileşenleri görülmek isteniyorsa, anahtar bu konumda olmalıdır. Düşük
frekanslı işaretler bu seçenekte incelenmelidir.
İşaret Girişleri:
11- Kanal 1 [X girişi] (Channel 1) - Kanal 2 [Y girişi] (Channel 2): Bir dış sinyalin düşey
sapma sistemine uygulandığı iki adet BNC tipi konnektör bulunur. Giriş direnci 1MΩ
değerindedir. Bu girişe uygulanabilecek en yüksek gerilim seviyesi kanal girişinde yazılıdır
(genellikle 400 Volt).
12- Pozisyon (Position ↕): Ekrandaki görüntü düşey olarak hareket ettirilebilir.
13- Düşey Mod (Vertical Mode): Kanal 1 ve 2’nin işlem modlarının seçimini sağlar.
CH1: Yalnızca CH1 (X girişi) girişine uygulanan sinyal ekranda görüntülenir. (X-Y
modunda bir çalışma oluyorsa bu mod seçilmelidir.)
CH2: Yalnızca CH2 (Y girişi) girişine uygulanan sinyal ekranda görüntülenir.
ADD: CH1 ve CH2’den uygulanmış iki işaretin toplamını gösterir.
DUAL: İki kanalı birden izlemeyi sağlar. Bazı osiloskop modellerinde bu mod ikiye
ayrılmıştır:
ALT (alternate): Yüksek frekanslı (T < 1 ms) iki işaretin aynı anda görüntülenmesi için;
CHOP: Düşük frekanslı işaretlerin (T > 1ms ) aynı anda incelenmesi için kullanılır.
C-Tarama Grubu:
Tetikleme, incelenen işaretin ekranda doğru ve net olarak görülebilmesi için kullanılan bir
işlemdir. Bu işlemin faydasını açıklamak için bir örnek verelim: Dönmekte olan bir tekerleğin
veya pervanenin, hızına bağlı olarak insan gözü onu sanki duruyormuş veya çok yavaş
dönüyormuş, hatta ters yöne dönüyormuş gibi görebilir. Benzer şekilde, incelenen işaretin
periyodu osiloskop tarafından doğru olarak algılanıp, otomatik olarak doğru ayar yapılamazsa,
ekrandaki görüntü sanki sağa veya sola hareket ediyormuş gibi görülecektir. Tetiklemenin
doğru olması için işaretin belirli aralıklar için periyodik olması gereklidir.
14- Seviye (Level): Tetiklemenin istenen bir noktadan başlamasını sağlayan bir düğmedir.
16
15-EXT girişi (External Trigger): Bu girişe dışarıdan bir tetikleme sinyali uygulanabilir.
Uygulanabilecek gerilim seviyeleri girişin hemen altında yazılıdır.
16- Eğim (Slope): Tetiklemenin pozitif / negatif eğimle yapılmasını sağlayan bir anahtardır.
17- Kuplaj (Coupling): Tetikleme kaynağı ile tetikleme devresi arası kuplaj seçilir.
AC: AC kuplaj
HF REF: AC kuplaj türü. 50 kHz’den yüksek frekanslı işaretler kabul edilmez.
DC: DC kuplaj
TV: Televizyon işaretlerinin incelenmesinde kullanılır. Bu amaçla tetikleyici devre,
televizyonun senkronizasyon ayırıcı devresi ile birleştirilir.
18- Tetikleme Kaynağı (Triggering Source): Tetikleme kaynağının seçimi yapılır:
CH1: Birinci kanaldan uygulanan sinyali tetikleme sinyali olarak kabul eder.
CH2: İkinci kanaldan uygulanan sinyali tetikleme sinyali olarak kabul eder.
LINE: Şebeke frekansını tetikleme sinyali olarak kabul eder.
EXT: Dışarıdan (EXT girişi) uygulanan bir sinyali tetikleme sinyali olarak kabul eder.
Kararlı bir görüntü için dış tetikleme sinyali ile ekranda görüntülenmesi istenen sinyal
arasında bir bağıntı olmalıdır.
19- Tetikleme veya Süpürme modu (Triggering or Sweep Mode):
AUTO: Ekrandaki görüntüyü 20 Hz’lik bir tetikleme sinyali ile tetikler. Tetikleme seviyesi
level düğmesi ile ayarlanır.
NORM: Ekrandaki görüntüyü tetikleme sinyali olarak kabul eder.
SINGLE: Tekil tarama (süpürme) işleminde kullanılır.
20- Zaman ayarı (Time/Div): Bu düğme ile yatay tarama değerleri seçilerek yatay eksenin
(zaman ekseni) ölçeklendirilmesi yapılır. Ayar değeri periyot ölçümünde kullanılır.
21- VAR Time/Div: Var düğmesi en sağa çevrilerek kilitlenirse, Time/Div’deki değer olduğu
gibi alınır. VAR düğmesi açılıp en sola getirilirse, 2.5 kat daha yavaş işaretler de (daha büyük
periyoda sahip işaretler) incelenebilir.
22- Konum (Position ↔ ): Bu düğme ile ekrandaki görüntü yatay olarak hareket ettirilir.
Osiloskopta Kaybolan Görüntünün Bulunması:
Bu amaçla ilk olarak parlaklık düğmesinin durumu kontrol edilir. Bu düğme orta konuma
getirilir. Daha sonra hangi kanaldan işaret uygulanmışsa, bu kanalın kuplajı GND konumuna
alınır. Ardından düşey hareketi sağlayan düğme (↨) yardımı ile işaret bulunur. Bulunan çizgi,
ekranın ortasında bulunan yatay ekseni örtecek şekilde konumlandırılır. Bu seviye, toprak
17
(referans) seviyesine karşı gelmektedir. Daha sonra işaret hangi modda (AC veya DC)
incelenecekse, kuplaj seçici anahtar bu konuma getirilir.
Osiloskopta Görülen İşaretlerin İncelenmesi:
Osiloskop, elektriksel işaretlerin (gerilimlerin) zamanla nasıl değiştiğini incelemek için
kullanılır, bu nedenle periyot ölçümü önemlidir. Bir işaretin periyodunu ölçmek için, bir tam
dalga boyunun kaç kare (div) genişliğinde olduğuna bakılır. Bu değer Time/div kademesinde
ayarlanan değerle çarpılarak periyod süresi (T) elde edilir. Eğer işaretin frekansı isteniyorsa:
T
1
Formülü ile frekans elde edilir.
f
Osiloskop ekranında görülen işaretin belli bir andaki genlik değerini elde etmek için dikey
eksen izlenir. İşaretin o andaki değerinin toprak seviyesine olan uzaklığı ölçülür. Bu elde edilen
değer genlik ayarı ile belirtilen (Volts/div) değerle çarpılır. Örnek: Şekil 1.19’da görülen
işaretin genlik ve frekansını bulmak için şu adımlar izlenir (Time/div = 0,1 ms; Volts/div = 1
V):
Şekil 1.19 Osiloskop ekranında gözlemlenen bir sinüs işareti
1. İşaretin bir tam periyodu ölçülür: T = 7 div (kare)
2. T hesaplanır: Time/div = 0,1 ms T = 7*div  T= 0,7 ms =700µs
3. f = 1/T formülünden frekans değeri: f = 1428 Hz
4. Tepeden tepeye genlik değeri: G = 3,5 div (kare)
5. A hesaplanır: Volts/div = 1 V ve G = 3,5*1V = 3,5 V A = G/2=1,75 V
6. Sonuç: Vi(t) = A*sin(2πf t) Vi(t) = 1,75*sin(2π*1428 t)
18
Osiloskop ile Faz Farkının Ölçülmesi:
İki farklı sinyal arasındaki faz farkını ölçmek için çift kanallı bir osiloskop gerekir. İki kanallı
bir osiloskopla faz farkı ölçümü sırasında, Şekil 1.20’de görüldüğü gibi işaretin bir periyodu 8
kareyi kaplamakta ve iki sinyal arasındaki faz farkı da iki kare ise iki sinyal arsındaki faz farkı:
Bir periyot
:3600 ve 8 kare
Bir karelik açı
:3600/8=450
İki sinyalin faz farkı :2 kare x 450 =900
Birinci kanaldaki sinyal, ikinci kanaldaki sinyale göre 900 öndedir denir.
Şekil 1.20 Osiloskop ile faz farkı ölçümü
Osiloskopta, X-Y Çalışma Modu:
Bazen biri diğerinin bir fonksiyonu [y=f(x)] olan iki işaretin değişimi incelenmek istenebilir.
Bu takdirde osiloskopta, X-Y çalışma modu kullanılır. Bu amaçla Time/Div anahtarı X-Y
konumuna alınıp, düşey modda hangi kanal X-Y çalışma modu için kullanılıyorsa bu kanal
seçilir. Bu takdirde yatay eksen, zamanı değil, X kanalından girilen işareti temsil eder. Düşey
eksen de yatay eksendeki işaretin fonksiyonu olan diğer bir işareti gösterir. Böylece iki işaret
arasındaki ilişki ekranda görüntülenir. Örnek olarak: önce bir fonksiyonu koordinat sisteminde
nasıl çizeceğimizi düşünelim. Bunun için en iyi yol belli x değerleri için y=f(x)’in sonuçlarının
hesaplamaktır. Daha sonra bu değerler X-Y düzlemine noktalar konularak gösterilir ve bu
noktalardan geçen eğri çizilir. Osiloskopta ise sürekli değişen bir işaretin (gerilim) yatay eksene
verilmesi üzerine dikey eksende diğer işaretin aldığı değerler izlenir. Örneğin, Şekil 1.21a’daki
devreyi inceleyelim. Devredeki iki kapılının çıkış geriliminin fonksiyonu şu şekildedir:
𝑉𝑜 = 𝑉𝑖2
19
Şekil 1.21a X-Y çalışma modu için örnek devre
Şekil 1.21a’daki devrede, 2-kapılının girişine V1(t) = Vi(t) =Sin(2π*1000t) V biçiminde bir
işaret uygulanırsa, giriş Vi(t) ve çıkışın Vo(t) zamana göre değişimleri Şekil 1.21b’deki gibi
olur. Gerekli osiloskop bağlantısı yapıldığında ve DUAL modu ayarlandığında iki işaret Şekil
1.21c’deki gibi ekranda da görülür.
Şekil 1.21b-c.Osilaskobun DUAL modu
Osiloskop kullanarak gerilim ve akım ölçümü:
Deneyin yapılışı:
1. Osiloskop çalıştırılır ve daha sonra sinyal üreteci ile bağlantısı yapılır.
2. İşaret üretecinden elde edilecek sinüzoidal ve kare dalga işaretleri için gerilimleri 1V
frekansları da f = 800 Hz ve 10 kHz olarak ayarlayınız. Osiloskop ile işaret üreteci
arasındaki bağlantıyı sağlayarak osiloskop ekranında görülen işareti düşey ve yatay
kuvvetlendirme katsayılarını göz önüne alarak milimetrik kâğıda çiziniz.
20
3. Şekil 1.22’deki düzeneği kullanarak 1V’luk f = 1kHz frekansında sinüzoidal gerilim
için devreden geçen akımı osiloskop kullanarak bulunuz ve kaydediniz. Bulduğunuz
akım değerini ve devrede kullanılan direnç değerleri kullanarak sinyal üretecinden elde
edilen gerilim değerine ulaşmaya çalışınız.
Şekil 1.22 Devreden geçen akımın osiloskop kullanılarak ölçülmesi
Malzeme ve Cihaz Listesi
2 adet 1KΩ direnç
1 adet 10KΩ direnç
1 adet 4.7KΩ direnç
1 adet 100Ω direnç
Breadboard
Osiloskop
Sinyal üreteci
Güç kaynağı
Multimetre
Bir sayfa milimetrik kağıt
KAYNAKÇA
[1] Sena Esen Bayer ve Metin AYDIN, “Ölçme ve Devre Laboratuvarı Deney Kitapçığı”,
Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü.
[2] İstanbul Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme
Mühendisliği Bölümü Elektrik Devre Temelleri Laboratuvarı Deney Kitapçığı, 2010,
(http://web.itu.edu.tr/rahmielibol/edtlab/edt_deney_kitap.pdf; 24.2.2014)
21

Download Report