Instrumentos y aparatos de medida: El osciloscopio


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1 Instrumentos y aparatos de medida: El osciloscopio Para entender el osciloscopio es necesario conocer el concepto básico de los tubos de rayos catódicos (Ferdinand Braum). El monitor o pantalla es quien se encarga de mostrar las imágenes, en su interior existe un cañon que dispara electrones sobre la pantalla continuamente, esta pantalla está recubierta de fósforo que se ilumina cuando estos electrones inciden sobre ella, el cañón incide sobre el primer punto de la pantalla en su margen superior izquierdo y se desplaza de forma horizontal por toda la línea y luego pasa a la línea siguiente. Esto se hace a tal velocidad que el ojo humano no puede apreciarlo. A continuación tienes un esquema del funcionamiento. Imagen 1: Tubo de rayos catódicos. Fuente: Wikipedia. Licencia: Creative Commons. Pulsa sobre la imagen para ampliarla. Un osciloscopio es un aparato que sirve para visualizar diferentes señales eléctricas. La señal queda reflejada en un sistema de coordenadas donde el eje X va a representar fracciones de tiempo y el eje Y tensiones, estos valores los podremos ajustar mediante una serie de controles.

2 Con un osciloscopio podemos: Saber la tensión y el periodo de una señal. Saber si la señal el alterna, continua o tiene ambas. Localizar averías dentro de un circuito eléctrico o electrónico. Observar como varía la tensión y la frecuencia con el tiempo. A continuación puedes observar una imagen del funcionamiento básico de un osciloscopio. Imagen 2: Osciloscopio. Fuente: Wikipedia. Licencia: Creative Commons. Pulsa sobre la imagen para ampliarla. En el siguiente enlace puedes encontrar más detalles sobre el funcionamiento del osciloscopio: El osciloscopio

3 1. Controles del osciloscopio En el mercado y en los laboratorios y talleres te puedes encontrar diferentes tipos de osciloscopios. Pueden tener características diferentes dependiendo de su antigüedad o del fabricante, aquí vamos a detallar algunas que son comunes a todos los osciloscopios. Power: botón de encendido - apagado, su funcionamiento es similar al de cualquier electrodoméstico. Inten: controlamos la luminosidad de la pantalla. Focus: ajustamos la nitidez del punto sobre la pantalla. Trace: selecciona la señal a trazar sobre la pantalla. a veces se la denomina Channe, puede mostrar la señal A, la B o la A+B. Trigger: hace que la onda parezca estacionaria o quieta. Trigger selector: selecciona el origen de la señal de disparo. Time/Div: seleccionamos la velocidad con que se dibuja el trazo en la pantalla, varía desde milisegundos a segundos. Position: podemos elegir el punto X e Y. Selector: elegimos si queremos medir tensión alterna o continua. CH1 y CH2: son las entradas donde conectaremos las sondas. Mode: seleccionamos el canal 1 ó 2. Imagen 3: Controles del osciloscopio. Fuente: Banco de imágenes del ITE. Licencia: Creative Commons. Pulsa sobre la imagen para ampliarla. Busca información sobre los diferentes tipos de osciloscopios que podemos encontrar en el mercado.

4 A continuación tienes un video en el que puedes ver el funcionamiento básico de un osciloscopio Video 1: Funcionamiento de un osciloscopio. Fuente: Youtube. Licencia: Creative Commons. Rellena los espacios en blanco: Con el botón controlamos el encendido y apagado del osciloscopio. Con el botón inten controlamos la de la pantalla Con el botón conseguimos que la señal parezca quieta. Con el botón establecemos las coordenadas X e Y de una señal. En CH1 y CH2 conectaremos las. Con el botón seleccionamos el canal 1 ó 2. Comprobar

5 2. Medida de tensión El osciloscopio mide valores de tensión de pico, lo que nos da el valor eficaz, que al ser una magnitud senoidal vendrá dada por: = tensión de pico. = tensión eficaz. El valor de la tensión de pico se obtiene por: = altura de la imagen de la señal. = coeficiente de deflexión. En un osciloscopio tomamos una altura de la imagen de H=10 y un valor de A de 4 voltios por división. Calcular el valor de la tensión de pico y su valor eficaz. Si el valor eficaz de una tensión es de 6 V y el valor de A en nuestro osciloscopio es de 2 voltios por división, calcular el número de divisiones en nuestro instrumento.

6 3. Medida de desfase Veamos ahora como podemos medir el desfase entre dos ondas, para ello necesitaremos que cada una de las sondas esté conectada a su canal, una a CH1 y la otra a CH2. En nuestra pantalla visualizaremos dos ondas con un desfase, ahora vamos a ver como lo podemos calcular: t= distancia horizontal entre los puntos de cruce de las ondas tomada sobre el eje x T= longitud, en divisiones, que corresponde a un periodo. Con la ayuda de la siguiente imagen lo entenderás mejor. Imagen 4: Señales senoidales sobre un osciloscopio. Fuente: Elaboración propia creada con graph.

7 4. Medida de frecuencia Otra de las aplicaciones de un osciloscopio es medir la frecuencia de una onda. En la pantalla por lo general van a aparecer mas de un ciclo. El cáculo lo vamos a realizar de la siguiente manera: = coeficiente de tiempo. = longitud de onda, serán las divisiones que aparecen en la pantalla. Como ya sabes la frecuencia es la inversa del periodo, asi pues tenemos que: Sobre nuestro osciloscopio medimos una onda que tiene 12 divisiones y el coeficiente de tiempo es de 24 µs. Calcular el valor de la frecuencia.

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