멀티미터, 오실로스코프, 펑션제너레이터 사용법
1. 개요
- 멀티미터, 오실로스코프, 펑션제너레이터의 차이점을 알고 사용법을 안다.
2. 이론
1> 오실로스코프 [oscilloscope]
:어떤 회로를 작동시켰을 때 신호가 원하는 파형으로 나오는지 살펴볼 때 사용된다. 병원에서 심박수가 뛰면서 파형이 화면에 찍히는 걸 볼 수 있다. 혹은 가끔 케이블 채널을 돌리다 보면 검은 화면에 어떤 신호 같은 것이 찍히는 걸 볼 수 있는데 그게 오실로스코프 화면이다. 즉, 오실로 스코프는 화면에 신호의 파형을 찍어준다. 오실로스코프를 여러 가지로 응용하여 계측 분야에서 광범위하게 사용하고 있다.
브라운관의 형광면 위에 영상을 포착하므로 브라운관 오실로스코프 또는 음극선 오실로스크프라고도 한다. 독일의 K.F.브라운이 1897년 학교 교재로서 개발한 것이었으나 전자기술의 발전과 더불어 없어서는 안 되는 측정장치가 되었다. 펄스기술의 발전과 함께 펄스, 그 밖의 과도현상파형의 관측이 용이한
싱크로스코프
가 개발되어 비약적으로 이용도가 높아졌다.
오실로스코프로는 관측하는 신호가 시간에 대하여 어떻게 변화하는가를 조사하는 것이 주목적인데, 보통 브라운관의 수직축(Y)에 신호의 크기를, 수평축(X)에 시간을 나타내게 되어 있다. 따라서 이것을 실현하기 위해 오실로스코프는 6개의 기본회로에 의해 조립되어 있다. 수직감쇠회로와 증폭회로는 관측파형 신호를 브라운관의 수직편향전압에 조정하기 위한 회로이고, 는 수평축이 시간축이 되도록 동작시키는 회로이다. 동기회로(트리거 회로) 방식은 싱크로스코프로서 설치된 부분인데, 입력과 동기를 맞추기 쉽게 되어 있다. 즉, 스위프파형의 주기를 조절하여 관측파형의 주기에 맞추어져 있으므로 스위프 시간은 파형 주기의 정수배이어야 한다는 제한이 있지만, 싱크로스코프에서는 관측파형에 의해 펄스를 만들고 이것으로 스위프하는 트리거방식이므로 어떤 모양의 파형일지라도 쉽게 동기가 되어 관측하기가 용이하다. 이 밖에 파형의 정량측정을 할 수 있도록 각종의 교정장치가 달려 있다.
오실로스코프의 사용방법은 X축을 시간축, Y축을 파형으로 한 파형관측 외에 파형이 비슷한 2개 신호의 위상차 관측, 시간의 관측(전파에 의한 거리측정, 초음파에 의한 탐상기 등), 그래프 표시에 의한 측정(
트랜지스터
표시 등
컬렉터
2> 펑션제너레이터 [ functional generator ]
: 어떤 회로가 제대로 완성이 되었는지 신호를 넣어서 테스트하거나, 필요에 따라서 회로에 전기 신호를 넣을 때 사용된다. 펑션 제너레이터는 사인파, 삼각파, 사각파 등을 발생시키며, 주파수 혹은 펄스의 폭, 강도를 조절할 수 있다.
3> 멀티미터
: 보통 전기 기사 아저씨들이 가지고 다니는 네모난 플라스틱 상자에 빨간선 하나와 검은선 하나가 있어서 전기 제품에 대고 가운데 채널을 돌려가며 뭔가를 찍고 이TSms 것을 볼 수 있다. 이걸 가지고 직류 전압, 교류 전압, 전류, 저항 등을 측정할 수 있다.
3. 실험장치 및 절차
1> 멀티미터 : 교류․직류 전압, 저항 등을 측정할 수 있다.
① 직류가 흐르는 건전지의 전압을 측정한다.
② 교류가 흐르는 콘센트의 전압을 측정한다.
2> 오실로스코프 : 입력되는 파형을 화면을 통해 출력할 수 있다.
① 전원을 켜고
② intensty, focus 조절해서 파형을 보기 좋게 만든다.
③ 상하좌우 포지션을 맞춘다.(*스위치를 GND 위치에 놓자.)
3> 펑션제너레이터 : 만들어지는 파형은 오실로스코프로 볼 수 있다.
① 모든 레벨을 취소 위치에 놓고 전원을 켠다.
② name : 100, 펑션 : 3, 주파수 100Hz로 조절
4> 오실로스코프와 펑션제너레이터의 연결
: 오실로스코프 첫 번째, 펑션제너레이터 맨 오른쪽.
(펑션제너레이터의 파형 -> 오실로스코프로 측정)
TIME/DIV 버튼을 돌려서 주파수와 오실로스코프의 파형을 맞춘다.
(한 칸 당 몇 미리 sec인지 조절한다.)
5> 마무리
① 멀티미터 전원을 끈다.
② 오실로스코프 스위치를 GND 위치에 놓고 전원을 끈다.
③ 펑션제너레이터의 전원을 끈다.
④ 오실로스코프와 펑션제너레이터의 연결선을 제거한다.
4. 데이터 및 결과
1> 멀티미터
-> 건전지의 직류전압 측정 -> 콘센트의 교류전압 측정
2> 오실로스코프와 펑션제너레이터
오실로스코프의 주파수와 전압을 조절하지 않은 상태에서 펑션제너레이터의 주파수를 100Hz로 맞추어놓고 연결을 하면, 아직 알 수 없는 전압을 갖은 파형이 나타난다.
-> 초기상태에서 오실로스코프와 펑션제너레이터를 연결하면 장치에서 출력되는 주파수와 전압에 따라 파형이 그려지지만, 장치에서 출력되는 전압의 크기는 알 수가 없다. 주파수와 전압의 기준을 정하기 위해 오실로스코프 자체에서 주파수를 조정해 놓는다.
-> 펑션제너레이터의 주파수를 100Hz로 맞춰놨지만 장치가 출력하는 전압을 알 수가 없으므로, 오실로스코프의 자체에서 볼트와 주파수 조절을 통해 입력받는 전압을 미리 알아두자.
오실로스코프 자체에서 전압과 주파수를 맞춘 뒤, 건전지가 출력하는 전압을 확인해 본다. 멀티미터로 측정한 건전지의 전압은 약 1.5v, 오실로스코프에 출력된 파형 역시 y축 한칸에 0.5v로 조절해 놓았으므로, 세 번째 칸에 파형을 확인할 수 있다.
cf> 오실로스코프의 주파수와 전압을 기준점으로 조절하자.
펑션제너레이터 100Hz => 5v / 오실로스코프의 volts : 5v, time : 5ms
5. 결론
- 펑션제너레이터의 출력 파형을 오실로스코프를 통해 확인 할 수 있었다.
- 실험계획과 다르게 오실로스코프의 기준점 맞추는 방법을 이해하지 못해서 헤맸었다. 처음 사용해 보는 장치의 기능을 제대로 이해하지 못해서 실험이 끝나고 결과보고서를 쓸 때가 되어서야 무슨 장치였는지 이해할 수 있었다. 또 멀티미터로 전압을 측정하거나, 오실로스코프의 주파수와 전압을 맞추기 위해 건전지의 양극에 전선을 접촉할 때 접촉한 손이 고정되지 않아서 멀티미터의 수치나 오실로스코프의 파형이 흔들려서 읽어내기 힘들었다.
형설지공/공학기술 2007/02/06 13:11