دانش آموزان ممتاز

دانش آموزان ممتاز

لطفا با ارائه سوالات خود ما را در این امر خیر یاری دهید
دانش آموزان ممتاز

دانش آموزان ممتاز

لطفا با ارائه سوالات خود ما را در این امر خیر یاری دهید

آموزش کار با اسیلوسکوپ

 آموزش کار با اسیلوسکوپ

icon 26 شهریور 1389 | بازدیدها: 1862 

1- اسیلوسکوپ (oscilloscope)

اصولا کلمه oscilloscope به معنی نوسان نما یا نوسان سنج است و این وسیله برای نمایش دوبعدی سیگنال های متغیر با زمان است. که محور افقی نمایش زمان و محور عمودی محور اختلاف ولتاژ بین دو نقطه از مدار است. پس اسیلوسکوپ فقط توانایی نمایش ولتاژ رو داره و وسیله ای صرفا برای اندازه گیری است و یک اسکوپ ایده آل نباید هیچ تاثیری بر روی سیگنال ورودی داشته باشه و فقط آن را نمایش بدهد.

 2- تنظیمات پایه

اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپ های مختلف کمی با هم فرق می کنند ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلید های اساسی وجود دارد که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود دارد ولی در نهایت وظیفه ی آنها در مدل های مختلف یکی است . در شکل زیر یکی از ساده ترین مدل ها رو می بینید. این شکل به چهار قسمت مختلف تقسیم شده است که سه قسمت مهم آن نامگذاری شده که در زیر توضیح آنها را خواهید دید .

 


 

a. انتخاب وضعیت عمودی (کلید Vertical MODE در مرز مشترک قسمت 2 و 3)

بسته به این که بخواهیم از کدام یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج را

همزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد.

توجه1: بعضی از اسکوپ ها بجای کلید DUAL دو کلید دیگر به نام های ALT و CHOP دارند که هر دوی آن ها هم دو موج را همزمان نمایش می دهند اما تفاوت ALT و CHOP در این است که ALT یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میدهد و بعد موج کانال دیگه را . اما این تغییر انقدر سریع انجام میشود که ما آن رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی از یک موج دیگر را هم زمان نشان میدهد که ممکن است شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشان داده شود.

توجه2: ( MODE X-Y) در بعضی از اسکوپ ها دکمه ی تغییر وضعیت به X-Y در کنار همین دکمه های Vertical mode قرار دارد و در بعضی در قسمت تریگر و برخی در قسمت های دیگه مثلا کلید MODE (نه Vertical MODE مثل چیزی که در بالا توضیح داده شد). اما چیزی که مهم است این است که این وضعیت برای حذف بین دو کانال استفاده میشود و در واقع آنچه بر روی اسکوپ نشان داده میشود ، مشخصه ی انتقالی بین دو نقطه است که محور عمودی معرف تغییرات کانال A و محور افقی نمایش تغییرات کانال B است.

b.کنترل زمان

همان طور که در شکل قسمت 1 می بینید صفحه نمایش (CRT) اسکوپ با واحدهایی مدرج شده که در مورد زمان برای پیدا کردن فرکانس موج استفاده می شود به این شکل که فرض کنیم یک موج به ورودی اسکوپ وارد شده(منبع اش می تواند مثلا یک سیگنال ژنراتور یا یک ترانس باشد که توضیح داده خواهد شد) و ما می خواهیم فرکانس ان را پیدا کنیم. اول باید سوییچ Sweep time/Div رو به صورتی تنظیم کنیم که یک موج ثابت با حداقل یک دوره ی تناوب بر روی صفحه مشخص شود ، بعد از آن عددی را که سوییچ روی آن است در واحد آن قسمت ضرب کنیم و به این ترتیب دوره ی تناوب یا پریود موج به دست می یاد که با معکوس کردن آن می توانیم فرکانسش را به دست بیاوریم. مثلا فرض کنیم در مورد موج بالا اگه سوییچ time/div(بخوانید تایم دیویژن) روی عدد 5 در قسمت ms باشد ، نشان می دهد که هر واحد افقی ما 5 میلی ثانیه رو نشان داده و از آن جایی که موج ما در یک دوره ی تناوب در امتداد 4 خانه قرار گرفته ، پس 4 تا 5 میلی ثانیه که 20 میلی ثانیه (یا 0.02 ثانیه) است دوره ی تناوب این موج است و در نتیجه فرکانس آن 0.02/1 یا پنجاه هرتز است که مثلا می تواند خروجی یک ترانس از برق شهری باشد .

c.کنترل ولتاژ یا دامنه

کنترل دامنه یا روش خواندن دامنه ی موج دقیقا مثل روش خوندن زمانه با این تفاوت که باید واحد های عمودی در Volt/Div (بخوانید ولت دیویژن) ضرب شود . مثلا در مورد موج بالا اگه بخواهیم ولتاژ P-P (پیک تو پیک یا از قله تا قله) را اندازه بگیریم. با فرض اینکه Volt/Div بر روی عدد 1 باشه از قله تا قله ی موج ما 4 خانه رو اشغال کرده که ضربدر عدد یک، 4 ولت رو نشون میده. و این تنظیمات برای هر کانال ورودی باید به طور جداگانه انجام شود و موج هر کانال باید بر اساس مقیاس خودش خوانده شود .

نکته ی مهم: در اکثر اسکوپ ها روی دستگیره های Time/Div و Volt/Div یه دستگیره ی کوچکتر وجود داره که برای کالیبره کردن اسکوپ استفاده میشه و ما همیشه باید قبل از تنظیم این سوییچ ها این دستگیره ی کوچکتر را تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخانیم در غیر اینصورت اندازه گیری های ما صحیح نخواهد بود.

d. انتخاب وضعیت های AC , GND , DC

این کلید سه حالته که معمولا زیر Volt/Div قرار دارد به ما امکان میده که نوع خروجی مان را انتخاب کنیم به این صورت که اگر کلید در وضعیت AC قرار داشته باشه تنها مولفه ی AC سیگنال نمایش داده خواهد شد و مقدار DC یا آفست موج ما حذف خواهد شد. وضعیت GND ورودی ما را به زمین اتصال کوتاه می کند و امکان تنظیم عمودی سطح صفر را به ما میدهد . و وضعیت DC موج را دست نخورده و بدون تغییر به ما نشان می دهد که این موج مقدار شامل DC و AC خواهد بود.

توجه: همیشه در ابتدای کار باید از تنظیم بودن وضعیت صفر اسکوپ مطمئن شویم به این ترتیب که کلید را در حالت GND قرار داده و با دستگیره های Position خط افقی را بر روی صفر قرار دهیم. اینکار را باید برای هر کانال به طور جداگانه باید انجام دهیم و برای تغییر وضعیت از یک کانال به کانال دیگر می تولنیم از کلید MODE (که توضیح داده شد) استفاده کنیم.

نکته1: استفاده از وضعیت AC اگرچه می تواند باعث مسدود کردن مقدار DC موج شود اما در فرکانس های پایین می تواند باعث اعوجاج و به هم ریختگی شکل موج شود و دلیل این مسئله استفاده از خازن های ظرفیت بالایی است که برای حذف مقدار DC موج درون اسکوپ وجود دارد .

 نکته2: اگرچه استفاده از وضعیت AC ، ممکن است مشکل مطرح شده در قسمت الف را بوجود بیاورد ، اما استفاده ی مفید آن می تواند برای اندازه گیری ریپل های بسیار کوچک موجود بر روی ولتاژ های به ظاهر DC باشد .(چگونه ؟)

نکته3: تنها مشکل وضعیت DC این است که ممکن است مقدار DC موج، مزاحم اندازه گیری دقیق مقدار AC شود .

اساسی ترین مسائل مربوط به اسکوپ را بررسی کردیم ولی مطالب دیگری هم وجود دارد که معمولا در استفاده های مقدماتی کمتر از آنها استفاده میشود مثل تریگر کردن اسکوپ با یک منبع خارجی(و کلا بخش Triggering) یا کالیبره کردن اسکوپ بوسیله ی سیگنال مربعی که اسکوپ در اختیارمون قرار میدهد و یا مسایل نسبتا گسترده در رابطه با پروب ها جهت اندازه گیری های بسیار دقیق و ... )

راهنمای قدم به قدم استفاده از اسکوپ

  •  قدم اول: روشن کردن اسکوپ!
  •  قدم دوم: اطمینان از کالیبره بودن اسکوپ

کلید های Gain Variable Control را که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهای Volt/Div و Time/Div وجود دارد تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخانید.

  •  قدم سوم: تنظیم زمین اسکوپ

کلید سه حالته ی AC GND DC را برای هر دو کانال در حالت GND قرار بدید و با دستگیره ی Position محور عمودی را روی صفر قرار بدهید. بوسیله ی کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج را تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها را در وضعیت DC قرار بدهید.

 

  • قدم چهارم: وصل مدار به اسکوپ

اگر از یک کانال می خواهید استفاده کنید با یک پروب و اگه از دو کانال با دو پروب باید مدار را به اسکوپ وصل کنید. به این صورت که سوکت پروب را به ورودی کانال مورد نظر وصل کنید و سر دیگه ی اون را به دو سر المان یا قسمتی از مدار که می خواهید تغییرات ولتاژ اون رو بررسی کنید، وصل کنید

  • قدم پنجم: پایداری موج

اگه موجی که روی صفحه نشون داده میشه یا سریع حرکت میکنه، دستگیره ی Trigger Level را در حالت وسط قرار بدید و کمی Time/Div را هم تغییر بدید تا شکل موج واضحتر بشه و اگه موجتون ثابت بود به قدم بعد برید.

  •  قدم ششم: انتخاب منبع

کانال مورد نظرتون را برای نمایش روی صفحه بوسیله ی کلید چند حالته ی Vertical Mode انتخاب کنید. اگه هر دو کانال را هم زمان می خواهید ببینید یکی از حالتهای ALT یا CHOP را انتخاب کنید و اگه مجموع دو موج مورد نظرتونه وضعیت ADD را انتخاب کنید.

 

  •  قدم هفتم: اندازه گیری مشخصات موج

تعداد خونه های افقی را که در امتداد یک دوره ی تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده را معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد. برای بدست اوردن دامنه ی سیگنال، تعداد خانه های افقی را از قله تا پایین ترین نقطه ی موج بشمارید و در Volt/Div آن کانال ضرب کنید. عدد به دست آمده اندازه ی دامنه ی P-P موج خواهد بود.

اگر مدارتان را درست بسته باشید و اسکوپ تان هم سالم باشد باید بعد از این مراحل یک شکل موج ثابت را بر روی اسکوپ ایجاد کرده باشید و مشخصات آن را هم اندازه گیری کرده باشید. در غیر اینصورت باید دنبال پیدا کردن اشکال مدارتان یا اطمینان از سالم بودن اسکوپ داشته باشید.

دقت کولیس


کولیس  یکی از ابزار بکار رفته در فلزگری و مهندسی مکانیک است.

از کولیس برای اندازه‌گیری فاصله میان دو جسم یا دو نقطه استفاده می‌کنند. ساده‌ترین گونه کولیس پرگاری است که ساق‌هایش به بیرون یا به تو خم شده‌اند.

قطر داخلی و خارجی یک لوله را نمی‌توان با دقت و به آسانی با یک خط کش مدرج اندازه گرفت. برای اندازه گیری دقیق‌تر آنها از کولیس استفاده می‌شود.

کولیس از ترکیب یک خط کش مدرج و یک ورنیه متحرک درست شده است. خط کش ورنیه دارای دو شاخک است شاخک‌های کوچک برای اندازه گیری قطر داخل و شاخک‌های بزرگ برای اندازه گیری قطر خارجی اجسام بکار می‌رود.

خط کش برحسب میلیمتر مدرج شده ورنیه دارای درجه بندی کوچکی است که اغلب شامل 10 قسمت بوده و معادل 9 میلیمتر است یعنی 9 میلیمتر در روی خط کش کوچک‌تر است. با این نوع کولیس به آسانی می‌توانیم تا 1.10 میلیمتر را اندازه بگیریم. دقت اندازه گیری کولیس از تقسیم کردن یک درجه خط کش به تعداد تقسیمات ورنیه به دست می‌آید

   

برخی ازانواع کولیسها برای اندازه گیری عمق یک تیغه باریک دارند که به ورنیه متصل است و با آن حرکت می‌کند. اگر صفر ورنیه بر صفر خط کش منطبق باشد انتهای تیغه بر انتهای خط کش منطبق می‌گردد در صنعت برای اندازه گیری قطر گلوله و سیلندر و پیستون و طول وسایل مختلف از انواع کولیس‌ها با بزرگی‌های مختلف استفاده می‌شود.

روش کار کولیس

اندازه گیری قطر یا طول

جسمی را که منظور تعیین طول با قطر خارجی آن است در بین شاخک‌های ثابت و متحرک بزرگ قرار می‌دهند بطوری که هر دو شاخک با بدنه جسم تماس داشته باشند سپس به کمک ورنیه و خط کش اندازه طول یا قطر گلوله را تعیین می‌کنند. درجات را از روی خط کش (عددی که صفر ورنیه در مقابل آن قرار دارد و یا از آن گذشته است) و کسر درجات را از روی ورنیه می‌خوانند برای کسر درجات از درجات ورنیه را پیدا می‌کنند که درست در برابر یکی از درجات خط کش قرار گرفته است.

 

اندازه گیری قطر داخلی

برای اندازه گیری قطر داخلی مثلا قطر یک لوله دو شاخک بالایی را در داخل لوله فرو می‌برند و ورنیه را برای خط کش آنقدر جابجا می‌کنند تا دو شاخک با جدار داخلی لوله تماس پیدا کنند. کولیس تا حدی در داخل لوله می‌چرخانند تا دو شاخک بر قطر لوله منطبق گردد. در این حالت قطر داخلی را با روش قبلی از روی خط کش و ورنیه می‌خوانند.

برای دیدن طریقه اندازه گیری با کولیس بر روی عکس ضمیمه کلیک کنید

تاریخچه کولیس

در سال ۱۹۴۹ فردی به نام میتوتویو اولین پروانه ساخت کولیس را کسب کرد و تولید آن را در همان سال در کارخانه میزونوکوچی (Mizonokuchi) در شهر کاوازاکی ژاپن شروع کرد. در سال ۱۹۵۳ کارخانه آن به اوتسونومیا (utsonomiya) انتقال یافته و تولید انبوه آن شروع شد.

 

 

در سال ۱۹۵۶ این فرد اولین کسی بود که موضوع استفاده از فولاد ضد زنگ را برای ساخت کولیس مطرح کرد. ۷ سال بعد در سال ۱۹۶۳ میتوتویو بیش از یک میلیون کولیس تولید کرد. در همان سال تولید کولیس ساعتی آغاز شد و به دنبال آن کولیس‌های دیجیتالی و سپس کولیسهای ضد زنگ که در مقابل آب و روغن مقاوم بودند تولید شد. کولیس‌های کار سنگین که طول ۴۵۰ میلیمتر و بیشتر را اندازه‌گیری می‌کنند از سال ۱۹۶۱ ساخته شدند. امروزه کولیس‌هایی که طول ۲۰۰۰ میلیمتر را اندازه‌ می‌گیرند نیز تولید می‌شود. بدنه این نوع از کولیس‌ها از فیبرهای کربنی است تا سبک باشند و معضل بزرگ این کولیس‌ها که سنگینی آنها است را بدین‌گونه رفع کرده‌اند.

 

 

سئوال - چرا در کولیس زمانی که خط کش ورنیه 49 میلیمتر را به 50 قسمت تقسیم می کند دقت دستگاه کولیس 2 صدم میلیمتر است؟

جواب - چون 49 میلی متر به 50تقسیم شده است ، طول هر قسمت برابر است با

۵۰/۴۹ میلی متر( به صورت کسری بخوانید نه اعشاری)

و ثانیا این مقدار کمترین مقداری است که خط کش متحرک (ورنیه )می تواند اندازه بگیرد که همان دقت خط کش متحرک(ورنیه) است. دقت خط کش ثابت هم برابر با 1 میلی متر است.

ثالثا دقت کولیس نیز از این رابطه بدست می آید:

دقت خط کش متحرک(ورنیه) _  دقت خط کش ثابت = دقت کولیس

در نتیجه:

میلی متر 50/1 = ۵۰/۴۹ ۵۰/50  = ۵۰/۴۹_ 1 = دقت کولیس

1/50 = 2/100=0.02 mm   دقت کولیس

آموزش نحوه‌ی استفاده از ریزسنج و کولیس

آموزش نحوه‌ی استفاده از ریزسنج

آموزش نحوه ی استفاده از کولیس

۱- اندازه گیری با ریزسنج یا میکرو متر به کمک تصاویر

میکرومتر وسیله‌ای است که برای اندازه گیری کمیت طول بکار میرود و دقت میکرومتر آنالوگ یکصدم میلیمتر است. میکرومتر از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

 

1-قسمت ثابت شامل :فک ثابت(Anvil face)- کمانه(frame)-خط کش مدرج(sleeve) و ضامن نگهدارنده   (lock nut).

 

2- قسمت متحرک شامل :فک متحرک(spindle)-غلاف یا پوسته (thimble) و پیچ جغجغه(rachet)

 

روش اندازه گیری :

 

جسم را بین دو فک قرار داده و با پیچاندن غلاف فک‌ها را به قطعه کار نزدیک می‌کنیم (نه مماس).با پیچاندن جغجغه فک‌ها را بر قطعه کار مماس می‌کنیم.وقتی صدای پیچ جغجغه را شنیدیم حدود نیم دور می‌چرخانیم و از چرخاندن زیاد پیچ جغجغه خودداری می‌کنیم تا صدمه‌ای به میکرومتر نرسد.پیچ جغجغه به ما کمک می‌کند تا فشار وارد بر میکرومتر و قطعه کار به اندازه مناسبی برسد.سپس ضامن نگهدارنده را سفت کرده و میکرومتر را در آورده و می‌خوانیم.

 

روش خواندن میکرومتر :

 http://www.jamdanesh.ir/file/micrometer.gif

1-    قسمت صحیح : قسمت صحیح را از روی درجات عدد دار خط کش میخوانیم.

2-  قسمت اعشاری : قسمت اعشاری را از روی غلاف میخوانیم و دو حالت زیر متصور است :

الف-اگر غلاف فرضاً عدد 23 را نشان دهد و آخرین درجه عدد دار خط کش به غلاف نزدیک باشد ، اعشاری 0.23 حواهد بود.

ب- اگر غلاف فرضاً عدد 23 را نشان دهد و آخرین درجه بدون عدد خط کش به غلاف نزدیک باشد ، اعشاری 0.73 حواهد بود.یعنی عدد غلاف را با 0.50 جمع میکنیم .چرا؟

حواب : در روی خط کش دو نوع درجه بندی موجود است که یکی از آنها عدد دار و دیگری بدون عدد است که صفر اولی با دومی 0.50 اختلاف دارد.

۲- آموزش استفاده از کولیس برای اندازه گیری

قطر داخلی و خارجی یک لوله را نمی‌توان با دقت و به آسانی با یک خط کش مدرج اندازه گرفت. برای اندازه گیری دقیق‌تر آنها از کولیس استفاده می‌شود. کولیس از ترکیب یک خط کش مدرج و یک ورنیه متحک درست شده است. خط کش ورنیه دارای دو شاخک است شاخک‌های کوچک برای اندازه گیری قطر داخل و شاخک‌های بزرگ برای اندازه گیری قطر خارجی اجسام بکار می‌رود.

خط کش برحسب میلیمتر مدرج شده ورنیه دارای درجه بندی کوچکی است که اغلب شامل 10 قسمت بوده و معادل 9 میلیمتر است یعنی 9 میلیمتر در روی خط کش کوچک‌تر است. با این نوع کولی یه آسانی می‌توانیم تا 1.10 میلیمتر را اندازه بگیریم. دقت اندازه گیری کولیس از تقسیم کردن یک درجه خط کش به تعداد تقسیمات ورنیه به دست می‌آید.

برخی ا انواع کولیسها برای اندازه گیری عمق یک تیغه باریک دارند که به ورنیه متصل است و با آن حرکت می‌کند. اگر صفر ورنیه بر صفر خط کش منطبق باشد انتهای تیغه بر انتهای خط کش منطبق می‌گردد در صنعت برای اندازه گیری قطر گلوله و سیلندر و
پیستون و طول وسایل مختلف از انواع کولیس‌ها با بزرگی‌های مختلف استفاده می‌شود.

روش کار کولیس

اندازه گیری قطر یا طول

جسمی را که منظور تعیین طول با قطر خارجی آن است در بین شاخک‌های ثابت و متحرک بزرگ قرار می‌دهند بطوری که هر دو شاخک با بدنه جسم تماس داشته باشند سپس به کمک ورنیه و خط کش اندازه طول یا قطر گلوله را تعیین می‌کنند. درجات را از روی خط کش (عددی که صفر ورنیه در مقابل آن قرار دارد و یا از آن گذشته است) و کسر درجات را از روی ورنیه می‌خوانند برای کسر درجات از درجات ورنیه را پیدا می‌کنند که درست در برابر یکی از درجات خط کش قرار گرفته است.

اندازه گیری قطر داخلی

برای اندازه گیری قطر داخلی مثلا قطر یک لوله دو شاخک بالایی را در داخل لوله فرو می‌برند و ورنیه را برای خط کش آنقدر جابجا می‌کنند تا دو شاخک با جدار داخلی لوله تماس پیدا کنند. کولیس تا حدی در داخل لوله می‌چرخانند تا دو شاخک بر قطر لوله منطبق گردد. در این حالت قطر داخلی را با روش قبلی از روی خط کش و ورنیه می‌خوانند.

        

 

منبع :