[기기사용법] 오실로스코프 사용법

목차

1. 실험목적

2. 이론
Ⅰ. 가동 Coil형 계기의 원리
(1) 테스터(멀티미터)의 사용법
(2) 테스터에 의한 전압의 측정
(3) 직류 전류의 (DC A) 측정
(4) 저항의 측정
(5) 측정시 일반적인 주의사항
Ⅱ. Oscilloscope의 구조와 동작특성

3. 실험방법
(1) 저항 측정
(2) AC 전압 측정
(3) DC 전압 측정
(4) 전류 측정
(5) Oscilloscope의 파형 측정
(6) 위상차 측정

4. 실험결과(예)
Ⅰ. 저항 측정
Ⅱ. AC 전압 측정
Ⅲ. DC 전압 측정
Ⅳ. 전류 측정
Ⅴ. Oscilloscope의 파형 측정
Ⅵ. 위상차 측정

5. 결론(예)

6. 고찰(예)

본문내용

30×10
±5%
300
300
300
300
0.0%
황자적은
47×100
±10%
4400
4500
4700
4533
3.55%
청회흑등흑
680×1000
±1%
700000
720000
700000
706667
-3.92%
등백적은
39×100
±10%
3500
3800
4000
3767
3.42%
녹청적금
56×100
±5%
5300
5200
5200
5233
6.55%
Ⅱ. AC 전압 측정
AC
1회
2회
3회
평균
오차(%)
220V
200
200
200
200
9.1%
110V
125
125
123
124.3
-13.0%
신호 발생기 1KHz
Oscilloscope 10V
이론치
{10}over{SQRT{2}}`=`7.1``` LEFT [ V RIGHT ]
실험치(Oscilloscope 이용) :
6.5``` LEFT [ V RIGHT ]
오차율 8.45%
Ⅲ. DC 전압 측정
DC
1회
2회
3회
평균
오차(%)
건전지(9V)
9.4V
9.3V
9.4V
9.4V
-4.1%
Power Supply(10V)
Oscilloscope 10V
Oscilloscope10V
Oscilloscope10V
Oscilloscope10V
0.0%
Ⅳ. 전류 측정
전압(V)
저항(Ω)
측정값(mA)
이론값(mA)
오차(%)
10V
3500Ω
100mA짜리 전류계로는 측정이 어려움
2.8 mA
측정불가
30V
3500Ω
8 mA
8.5 mA
5.88%
Ⅴ. Oscilloscope의 파형 측정
㉠ Oscilloscope의 파형 측정(sine파)
Power Supply 출력 주파수 1KHz 전압 1칸
주기 Time/div 0.5 ms → 2.0 ms(4칸)
전압 Volts/div 0.5 V → 0.96 V(2칸)
주파수
f`=`{1}over{T}`=`{1}over{0.96}×10^3`=`1041.67 LEFT [ Hz RIGHT ] ``
오차율 -4.17%
㉡ Oscilloscope의 파형 측정(사각파)
Power Supply 출력 주파수 1KHz 전압 1칸
주기 Time/div 0.2 ms → 1.0 ms(5칸)
전압 Volts/div 0.5 V → 1.0 V(2칸)
주파수
f`=`{1}over{T}`=`{1}over{1}×10^3`=`1000 LEFT [ Hz RIGHT ] `=`1``LEFT [ KHz RIGHT ]
오차율 0.00%
Ⅵ. 위상차 측정
T`=`5`` LEFT [ mA RIGHT ]
t`=`0.8`` LEFT [ mA RIGHT ]
위상차`=`{t}over{T}×360。`=`{0.8}over{5}×360。`=`57.6。
{ pi }over{180}×57.6。`=`1.005 ``LEFT [ rad RIGHT ]
5. 결론(예)
전기 및 전자공학에서의 계측기로 가장 널리 사용되는 전압계, 전류계, Tester 및 오실로스코프의 구조와 동작 원리를 파악하고, 직접 기기를 다룸으로써 그 기능을 습득하였다. 또한, 그들을 이용하여 직류 및 교류전압, 직류전류, 각종파형 등을 측정하였다. 그 결과 얻어진 실험치를 계기의 표시치와 비교하였는데 오차±10%이내에서 비교적 좋은 일치를 보였다.
6. 고찰(예)
테스터를 이용한 저항 측정에선 별 다른 어려움이 없었다. 교류 전압 측정에서는 우리가 일상생활에서 항상 접하는 220V와 110V의 측정하였는데, 결과에서 보듯이 220V와 110V가 200V와 124.3V이었다. 그 이유는 이 두 개의 전압은 교류이기 때문에 직류처럼 항상 220V와 110V를 가지는 것이 아니라 그 평균값이 220V와 110V라는 것으로 생각된다. 그렇다면 220V에서 3회 모두 200V로 측정되었다는 것은 파가 하강하는 순간에 측정했기 때문일까? 만약 내 생각이 맞다고 한다면 220V보다 높은 240V나 250V도 측정되어지는 것일까? 반대로 110V에서는 3회 모두 110V보다 높은 값이 측정되었는데 그것이 파가 상승할 때 측정하였기 때문이라면 110V보다 낮은 값도 측정될 수 있지 않을까하는 의문이 남는다.
직류 전압 측정에서는 건전지(9V짜리)와 Power Supply와 Oscilloscope를 이용한 실험 두 가지를 했었다. 그런데 Power Supply와 Oscilloscope를 이용한 실험에서는 측정치와 이론치 모두가 일치하여 별다른 문제는 없었는데 9V로 전압이 일정함(이미 사용한 건전지이므로 9V보다는 작다고 생각한다)에도 불구하고 테스터를 이용한 직류 전압 측정에서는 그 값이 9.4V로 측정된 것은 테스터가 문제가 있었기 때문이라고 생각하여 다른 조의 것을 이용하여 측정한 결과 9.2V와 8.8V가 측정되었다. 물론 각각 3회 실험하였으므로 측정 미숙으로 인한 것은 아니라고 생각된다. 그 실험결과 아무래도 9V보다 작은 값이 나온 8.8V가 참값이 아닐까 생각한다.
직류 전류 측정에서는 회로를 구성에 있어 너무 큰 저항을 사용하여 100mA의 전류계로써는 정확한 값을 읽어 내기 불가능하였다. 그래서 저항값을 바꾸는 대신 전압을 10V에서 30V로 높여 측정한 결과 이것 역시 정확한 값을 읽을 수 없었지만 최대한 비슷한 값을 측정하고자 하였다. 지금 돌이켜 생각해 보면 전압을 그대로 두고 저항이 작은 걸로 사용하였으면 정말 정확한 값을 얻을 수 있었을거라는 생각을 해본다.
Oscilloscope를 이용한 두 개의 파를 합성하여 만든 위상차 측정에서도 역시 회로를 구성할 때 너무 큰 저항을 사용하여 위상차를 만들기가 어려웠다. 그래도 주위의 도움도 받아 가며 완벽하진 않았지만 위상차가 있는 두 개의 정현파를 발생시키는데 성공하였다.
Tester나 Oscilloscope는 지난 학기 실험 시간에 사용해 본 적이 있음에도 불구하고 너무 낯설었다. 그 때 정확한 사용법을 익혔더라면 이번 실험에서 그리 당황하지 않았을 것이다. 그리고 이런 기기들을 직접 사용할 수 있는 강의들이 더 많아야 할거라는 생각이 들었다. 교재로 익힌 사용법과 기기를 직접 다룰 때의 사용법에는 많은 차이가 있다는 생각이 들었다.
7. 참고문헌
1) 일반물리학실험, 한국물리학회 공저
2) 일반물리학실험, 부경대학교 일반물리학 실험교재, 청문각.

키워드

오실로스코프,   오슬로시코프,   Oscilloscope