[공학계측] 계측 일반 실험 보고서

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목차

1. 실 험 목 적

2. 실 험 장 치
(1) 오실로스코프
(2) 함수발생기
(3) 가변전원공급기
(4) 멀티테스터

3. 실 험 이 론
(1) 오실로스코프
(2) 함수발생기
(3) 가변전원공급기
(4) 멀티테스터
(5) 저항 Color Code

4. 실 험 방 법

5. 실 험 분 석
(1) 멀티테스터 계측 실험에 대한 분석
(2) 오실로스코프 계측 실험분석

6. 결 론

■ 참 고 문 헌

본문내용

하여 주어진 저항을 측정하여 저항값을 알아보자.
저 항 값
6.2K
10K
47K
120K
측 정 값
5970Ω
9820Ω
47100Ω
120kΩ
오 차 값
-3.71%
-1.8%
+0.21%
0%
오차범위
5%
(2) 오실로스코프 계측 실험
① 수평축 시간 범위를 조정
② 각종 Measure 기능 수행
VOLT/DIV
2V
TIME/DIV
40.0ms
peak 전압
3.0V
P-P 전압
6.24V
평 균 값
-102mV
주 기
100.0ms
주 파 수
10.0Hz
진 폭 값
6.0V
③ 트리거 기능을 수행하여 파형이 이동하지 않고 화면의 중심에 오도록 조정
④ 커서를 이용하여 수평축 한 주기의 시간을 측정 / 주파수를 측정
-Vertical Bars를 이용 한 주기를 선택
: 101ms
-Horizontal Bars를 이용
Min. : -3.20V
Max. : 2.96V
(Vp-p) : 6.16V
⑤ MATH 기능을 이용하여 두 채널간의 전압 더하기, 빼기, 곱하기(주파수 그리기)
5. 실 험 분 석
(1) 멀티테스터 계측 실험에 대한 분석
주파수가 0.5Hz일때는 주어져 있는 출력전압 범위 내에서 큰 오차가 나지 않으며 멀티테스터로 전압값이 측정되었다. 하지만 주파수가 커지면 커질수록 주어진 출력전압 범위 내에서 큰 오차가 나면서 측정되어지는 것을 볼 수 있다. 15kHz에서의 전압값을 보게되면 멀티테스터가 그 값을 측정하지 못하는 것을 보인다.
가변전원공급기로부터 5V의 출력전압을 받았을 때, 멀티테스터의 전압범위를 가변하면서 전압측정 한 값을 나타내주고 있다. 멀티테스터의 전압범위가 2V일때 1로 표시 되는 것은 측정범위를 넘어섰다는 것을 의미하며, 따라서 오차값은 측정 불가한 사항이 되었다. 전압범위가 20V, 200V일때는 작은 오차값이 나타났고, 1000V일때는 오차값이 0으로 나왔다.
멀티테스터를 이용하여 주어진 저항값을 측정하여 오차값을 구하고, 그 오차값을 저항 color code에 나왔있는 오차값과 비교하여 사용 가능한 저항인지 알아 본다. 각 저항들의 오차값을 보게 되면 모두 주어진 오차범위(5%)안에 있는 것을 알 수 있다. 즉 4개의 저항 모두 사용가능하다란 얘기다.
아래의 표는 저항 Color Code를 이용해 각 저항을 식별한 것이다.
Color Code 식별법
6.2K
파란
빨강
빨강
금색
→
6200=6.2KΩ ±5%
6
2
100
±5%
10K
밤색
검정
주황
금색
→
10000=10KΩ ±5%
1
0
1000
±5%
47K
노랑
보라
주황
금색
→
47000=47KΩ ±5%
4
7
1000
±5%
120K
밤색
빨강
노랑
금색
→
120000=120KΩ ±5%
1
2
10000
±5%
(2) 오실로스코프 계측 실험분석
표에 나타난 신호를 보게 되면 그 신호를 통해 주기, 주파수, P-P전압, 평균값, 진폭값등을 알수 있다. 이것은 Measure기능을 통해 알수가 있는데 각 기능에 대한 설명을 하고 그 의미가 무엇인지 알아보겠다. VOLT/DIV는 y축에 대해 한칸당 voltage값을 나타내고 2V란 값은 한칸당 2V이다. 표에 나타난 신호를 보게 되면, 한칸반씩 총 세칸으로 되어있으므로 peke전압은 3.0V이고, 최고점과 최저점의 차이라 볼수 있는 P-P전압은 6.24V가 나온 것을 볼수 있다. TIME/DIV는 x축에 대해한 칸당 시간을 나타내고 40.0ms 란 값은 한칸당 40.0ms를 나타낸다. 5칸에 대해서는 200.0ms를 나타내고 있고, 여기서 한 주기가 100.0ms이므로 5칸에서 2주기가 나타나고 10칸에서 총 4주기가 나타나게 되는 것이다.
다음으로 트리거 기능에 대해 알아보겠다. 우선 이 트리거 기능을 사용하지 않게되면 오실로스코프에서 샘플링하는 실시간 데이터를 바로 화면에 표시를 하게 되는데, 이와 같이 사용할 경우 특정한 상태에서의 파형 분석이 어렵게 된다. 따라서 트리거 기능을 사용하여 트리거 소스가 특정한 조건을 만족시킬 때에만 업데이트를 하는 방식으로 오실로스코프를 사용할 수 있다. 보통 특정한 파형의 edge에서 트리거하는 경우가 많으며, 파형이 일정한 값을 넘어서는 지점 또는 일정한 값보다 작아지는 지점을 기준으로 정보를 수집하여 화면에 출력한다.
그리고 Normal, Single모드가 있는데, Normal mode에서는 트리거 소스가 특정 조건을 만족시킬 때마다 계속 업데이트를 해주고, Single mode에서는 트리거 소스가 특정 조건을 만족시키는 경우 업데이트를 하고 그 이후에는 조건을 만족시키더라도 업데이트를 하지 않는다.
6. 결 론
위의 실험에서 살펴 보았듯이 멀티테스터의 경우, 전압 전류 모두 손쉽게 측정 가능하다. 반면 오실로스코프는 전류를 측정하기에는 보통 적합하지가 않다. 또한 교류전압의 경우 멀티테스터는 일반적으로 RMS 값을 보여주게 되고, 오실로스코프는 파형 자체에서 최대/최소 전압을 읽어내게 된다. 기본적으로 오실로스코프는 신호의 파형 자체를 보여주는 기능이 강하다. 따라서 순간적으로 일어난 어떤 조건(트리거)을 아주 자세하게 분석하는데 매우 큰 도움이 될 것이다. 오실로스코프는 트리거를 얼마나 자유자재로 설정할 수 있느냐에 따라 활용도가 달라질 것이다. 멀티테스터는 빠른 신호를 감지하지 못하여 동적 특성을 파악하기 어려우므로 순간적인 변화를 알아내기보다는, 비교적 긴 시간에 걸쳐서 크게 변하지 않는 값을 읽어내는데 적합하다. 따라서 단순히 전압이나 전류를 측정할 경우에는, 멀티미터가 훨씬 간단하고 사용하기가 쉽지만, 파형 자체를 관찰할 경우에는 오실로스코프가 반드시 필요할 것이다.
■ 참 고 문 헌
(주)티엠에스 아이엔씨 http://www.tmsinc.co.kr
텍트로닉스 GTek http://www.g-tek.co.kr
개인 홈페이지 http://home.kosha.net/%7Elesun/oscilloscope/oscilloscope.htm
개인 홈페이지 http://cafe.naver.com/nightgija/2130 (저항 Color Code)
파워포인트 http://dept.daejin.ac.kr/~elect/pds/lecpds_files/osc.ppt

키워드

오실로스코프,   멀티테스터,   전압