실험보고서 - 계측장비 및 교류전원의 접지상태의 측정방법설계

소개글

실험보고서 - 계측장비 및 교류전원의 접지상태의 측정방법설계에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

344mV이다. 이론상으로 FG의 출력이 0.5V일 때 6.8㏀에 걸리는 전압은 이다. CH2의 Vmax는 344mV로 이론상의 값과 오차가 있는데 이는 CH2의 값이 FG의 출력파형인 0.5V가 아닌 CH1에 측정된 512mV를 기준으로 측정된 값이기 때문이라고 생각된다. 실제로 총 전압을 512mV로 했을 때 6.8㏀에 걸리는 전압을 계산해보면 로 CH2에 나타난 값과 거의 같다.
② CH1, CH2의 Volts/Div를 같은 값으로 하고 scope를 XY mode로 setting하라. 화면의 파형을 제출하라. XY mode를 제거하여 ①의 상태로 돌아가라.
그래프에서 기울기는 로,
FG의 출력전압: 6.8k에 걸리는 전압의 비
를 의미한다.
③ 3.3kΩ에 걸리는 전압과 6.8kΩ에 걸리는 전압을 측정하기 위해 scope를 그림 1(b)와 같이 연결했다면 이때의 CH1과 CH2의 파형을 제출하라.(이것은 바른 측정법이 아니며 왜 이런 파형이 나오는지 설명하라)
그림 1(b)과 같이 연결하면 6.8k에 전류가 흐르지 않아 6.8k에 걸리는 전압이 0V가되므로 CH2의 출력전압이 0V로 측정된다. 그 이유는 6.8㏀쪽으로 흘러야 하는 전류가 오실로스코프의 접지를 통해서 연결된 FG의 접지로 흘러 들어가기 때문이다. 따라 서 이것은 바른 측정법이 아니다.
④ 그림 1(a)와 같은 연결상태에서 CH2를 INVERT하고 파형의 변화를 설명하라. 그 후 ADD단자를 눌러 두 신호를 더하라. 이때의 파형이 3.3kΩ에 걸리는 전압파형이다. 화면의 파형을 제출하라.
CH2를 INVERT하면 -6.8k에 걸리는 전압이 되므 로 ADD단자를 눌러 CH1과 CH2의 두 신호를 더하 면 (FG의 출력전압) + (-6.8k에 걸리는 전압) = 3.3kΩ에 걸리는 전압 파형이 나타난다.
⑤ 그림 1(a)에서 저항의 위치를 서로 바꾼 후 CH1의 probe의 두 단자를 3.3kΩ에 연결하여 전압을 scope로 관측하라(CH2를 CH1과 같은 위치에 연결하라). (a) 화면의 파형을 그려라. CH1, CH2 모두 ④의 파형과 같아야 한다. CH1, CH2의 Volts/Div를 같은 값으로 하고 scope를 XY mode로 setting하라. (b) 화면의 그림을 제출하라.(c) 왜 이런 모양이 나오는가, ②의 모양과의 차이를 설명하라. XY mode를 제거하라.
(a) (b)
(c) 저항의 순서만 바뀔 뿐 동일한 파형이므로 X, Y축이 서로 바뀐 그래프가 나온다.
1.6 External Trigger의 이해
① 가변저항을 3.3k으로 조정한 후 그림 1(a)에서 6.8k 대신에 가변저항을 연결하라. 가변저항에 걸리는 전압을 CH2에서 관찰하라.(CH1은 연결하지 말 것.) Trigger source를 CH2로 setting하고 trigger level을 조정하여 파형이 고정되는 순간에 맞추어 놓아라. 이 상태에서 가변저항을 저항이 작은 쪽으로 변화시키면서 화면의 상태를 관찰하라. 파형이 움직이면 역시 파형이 고정되는 순간에 맞추어 놓으라. 고정되면 다시 가변저항을 저항이 작은 쪽으로 변화시키면서 화면의 상태를 관찰하면서 4번 정도 반복하라. 관찰 결과를 설명하라.
1) 3.33k 2) 2.42k
3) 1.86k 4) 0.88k
가변 저항이 작아질수록 CH2의 출력전압인 가변 저항에 걸리는 전압이 줄어들므로 파형의 진폭이 작아진다.
3. 결론
무엇을 배웠고 무었을 느꼈는가? 전체적으로 설계실습이 잘 되었는가? 잘 되었다면 무슨 근거로 잘되었다고 생각하는가? 잘 안되었다면 그 이유는 무엇이라고 생각하는가? 설계 실습 계획서는 잘 작성되었다고 생각하는가? 계획서에서 자신이 설계한 회로, 또는 방법이 틀렸다면 왜 틀렸다고 생각하는가?
오실로스코프와 함수발생기는 회로실험에서 가장 많이 사용되는 장비들인데 아직 사용법이 익숙하지 않아 실험을 하는 데 많은 어려움이 있었다.
실험을 할 때마다 오실로스코프나 함수발생기의 새로운 기능들을 하나씩 알아야했고 처음 사용해보는 것들이 많아서 실험 시간이 다른 때와 달리 오래 걸렸던 것 같다.
첫 번째 실험은 지난번에 했었던 접지실험과 비슷하여 어렵지 않을 거라고 예상했는데 처음에 값이 잘 측정되지 않아 어려움을 겪었다. 특히 전압을 측정할 때 저항이 없는 선과 병렬 연결하여 선에 걸리는 전압을 측정하려고 얇은 전선을 220V단자에 연결했다가 폭발하는 소리와 함께 선이 타버리는 사고가 발생하여 매우 당황하였고 그 다음부터 실험을 하는 게 무섭고 망설여졌다. 결국 조교님의 도움으로 첫 번째 실험을 무사히 끝냈는데 다음부터 실험을 할 때 방법을 잘 알아보고 조심스럽게 해야겠다는 생각이 들었다.
이번 실험에서는 주파수에 따른 DMM과 scope 전압을 측정함으로써 DMM의 주파수 특성을 알아보았고 또 trigger level, slope, INVERT, x-y mode 등 scope의 여러 기능을 다루어보았다. 함수발생기의 offset 조정에 따른 DMM과 scope 전압 측정을 통해 offset의 역할도 알 수 있었으며 또 이 때 측정된 scope의 각 성분값과 DMM의 AC측정모드, DC 측정모드일 때의 값을 비교해봄으로써 각각 측정된 값들이 무슨 값을 의미하는지도 알게 되었다. 저항을 연결하여 각 저항에 걸리는 전압의 파형을 출력하는 실험도 해보았는데 예비보고서에서 설계한 회로와 일치하였고 예상출력파형도 대체적으로 잘 맞았다. 또 가변저항을 통해 저항이 작아짐에 따라 출력파형의 진폭이 더 작아지는 것도 확인할 수 있었다.
저항을 연결하여 전압의 파형을 출력하는 실험을 할 때 처음에 자꾸 이상한 파형이 나타나서 어려움이 있었는데 다시 한 번 회로연결을 잘 살펴보고 시도를 해보니 올바른 파형이 나왔다.
전체적으로 이번 실험은 매우 어려웠던 것 같다. 그래도 여러 장비들의 다양한 기능들을 익히게 되고 다른 실험에 비해 새로운 것들을 더 많이 배운 것 같아 뿌듯하기도 하다. 아직 오실로스코프나 함수 발생기에서 모르는 기능들도 많지만 실험을 통해 몇몇 기능들을 조금이나마 알게 되니 다음 실험에서는 조금 더 쉽게 접근할 수 있을 것 같다는 생각이 들었다.

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실험보고서,   계측장비,   교류전원의 접지상태,   측정방법설계