Misure per l'automazione - esperienza

Esperienza di misure per l'automazione e la produzione del 16/12/2004

Marco Cenerelli 534/996

Strumentazione utilizzata

• Oscilloscopio numerico Tektronix TDS 1002
• Generatore di segnali
• Circuito RC con connettori BNC

Premessa

Prima di connettere il generatore di segnali all’oscilloscopio è necessario fare delle considerazioni di natura elettrica sulle interconnessioni tra i due dispositivi. Il generatore di segnali può funzionare con vari valori di impedenza di uscita. Il valore impostato per default è 50Ω. Per questa esperienza è necessario utilizzare il valore di impedenza massima. Il generatore di segnali può fornire sia il valore della f.e.m. generata, sia il valore della tensione sulla resistenza R di carico. Le impostazioni di default rappresentano un segnale sinusoidale a frequenza 1 KHz ed ampiezza Picco-Picco di 200 mV.

La connessione con apparecchiature esterne è effettuata attraverso un connettore di tipo BNC (Bipolar Navy Connector) ed un cavo schermato. Lo standard del connettore BNC prevede che tutte le parti metalliche che possono essere toccate dall’operatore debbano essere messe a terra. Il fatto di dover mettere a massa i connettori altera il circuito su cui si andrà ad effettuare la misura. Infatti, come è possibile vedere nello schema seguente, se vogliamo misurare le tensioni V1 e V2 ai capi di un resistore, dobbiamo connettere opportunamente i due connettori dell’oscilloscopio relativi ai canali CH1 e CH2. Facendo così però, le masse dei due connettori modificheranno il comportamento del circuito.

Il generatore di segnali ci permette di modificare il tipo di segnale generato, la sua frequenza, la sua ampiezza, il suo duty cycle (la frazione del periodo nella quale il segnale è alto, espressa in percentuale). I segnali vengono generati a partire da un numero di campioni memorizzati all'interno del generatore.

L’oscilloscopio presenta sul suo pannello frontale una serie di comandi che ci permettono di regolarne il funzionamento ed inoltre presenta i due connettori BNC (contrassegnati con CH1 e CH2) più il connettore di trigger esterno (contrassegnato con EXT TRIG). I comandi più importanti sono le regolazioni relative ai Volts/divisione ed ai secondi/divisione, ai trigger, al posizionamento sia verticale che orizzontale, più una serie di comandi di utilità che eventualmente sono da utilizzare abbinati alla visualizzazione corrente del display. Il display dell’oscilloscopio è di tipo LCD. Questo significa che la velocità di refresh è abbastanza limitata e può influire pesantemente sulla misura se i parametri non sono stati impostati correttamente.

Le regolazioni di Volts/div e sec/div avvengono attraverso una manopola (verso crescente in senso orario), ed è possibile selezionare una modalità di regolazione “fine” per una maggiore precisione. I campioni possono essere prelevati e poi mandati direttamente al display oppure possono essere fatti passare attraverso un filtro. Uno dei filtri più comunemente utilizzati è il filtro di media. Questo filtro preleva un numero N di campioni (selezionabile a piacere) dello stesso segnale e poi ne fa la media. Questa operazione concettualmente semplice permette di ridurre il rumore del segnale.

Le misurazioni sul display dell’oscilloscopio si effettuano utilizzando i cursori, ovvero delle linee verticali o orizzontali che possono essere spostate a piacere sul display. La risoluzione dei cursori è di 1/5 di tacchetta, e questo è il minimo intervallo di ampiezza che può essere misurato con precisione.