본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 제목 및 목적
실험 제목 및 목적은 "16장 측정기법 요약문 실험"이며, 실험의 목적은 오실로스코프와 DMM(디지털멀티미터) 그리고 파형발생기를 이용한 계측 실험을 연습하는 것이다. 오실로스코프의 여러 계측값(피크 to 피크, RMS Value 등)을 확인해보는 실험이다."
1.2. 실험 장비 및 도구
실험 장비 및 도구는 오실로스코프, DMM(디지털멀티미터), 그리고 파형발생기이다.
오실로스코프는 전압, 주파수, 위상차 등을 측정하는데 사용된다. 주요 기능으로는 수직제어기를 통해 CH1 및 CH2의 수직 위치를 조정할 수 있고, MATH MENU를 사용하여 파형 math 작동을 할 수 있으며, CH1 및 CH2 MENU로 채널 입력 on/off를 조절할 수 있다. 또한 수평제어기를 통해 수평 위치와 시간 기준을 조정할 수 있다.
DMM은 직류 및 교류 전압의 크기를 정확히 측정할 수 있다. 실험에서는 직류 전압 측정과 교류 전압 측정에 활용된다.
파형발생기는 다양한 전압 신호와 주파수를 발생시킬 수 있어, 실험에서 입력 신호로 사용된다.
이러한 실험 장비 및 도구들은 오실로스코프와 DMM을 이용한 전압 측정과 위상차 측정, 그리고 오실로스코프의 부하 효과 분석 실험을 수행하는데 활용되었다.
2. 직류 전압 측정
2.1. DMM을 이용한 직류 전압 측정
DMM을 이용한 직류 전압 측정은 다음과 같다.
실험에서는 DMM(디지털 멀티미터)을 이용하여 회로의 직류 전압을 측정하였다. 먼저 그림 16-1의 회로를 구성하고, DMM을 직류 전압 측정을 위해 연결하였다. DMM을 이용해 직류 전압원을 4.0V로 맞추었다. 이후 측정한 저항값을 이용하여 전압 Vo의 직류 예상값을 계산하였는데, 계산 결과 Vo의 직류 전압은 4.0109V로 나타났다.
실험에서 측정한 직류 전압값은 4.022V로, 계산값 4.0109V와 0.28% 오차로 근사한 값을 보여주었다. 이를 통해 DMM을 이용한 직류 전압 측정이 상당히 정확함을 확인할 수 있었다.
2.2. 오실로스코프를 이용한 직류 전압 측정
오실로스코프를 이용한 직류 전압 측정은 전압 파형의 직류 레벨을 확인할 수 있는 방법이다. 오실로스코프의 수직 감도를 적절히 조절하여 화면 중심선에 직류 전압 파형이 위치하도록 하면 직류 전압의 크기를 측정할 수 있다.
먼저 오실로스코프의 입력 채널을 측정하고자 하는 직류 전압 회로에 연결한다. 그리고 AC-GND-DC 스위치를 DC 모드로 설정하여 직류 성분만 표시되도록 한다. 수직 감도를 적절히 조정하여 파형이 화면 중심선에 위치하도록 하고, 수평 감도는 파형이 화면에 잘 보이도록 조정한다.
이렇게 설정한 후에는 화면 중심선을 기준으로 파형의 변화를 확인할 수 있다. 만약 파형이 화면 중심선 위쪽에 나타나면 양의 직류 전압이고, 아래쪽에 나타나면 음의 직류 전압이라고 볼 수 있다. 또한 파형의 수직 변화량을 통해 직류 전압의 크기를 측정할 수 있다.
이와 같이 오실로스코프를 이용하면 직류 전압의 극성과 크기를 간단히 확인할 수 있다. 다만 오실로스코프는 DMM에 비해 직류 전압 측정의 정확도가 다소 떨어질 수 있으므로, 보다 정밀한 측정이 필요한 경우에는 DMM을 사용하는 것이 좋다.
3. 교류 전압 측정
3.1. 오실로스코프를 이용한 교류 전압 측정
오실로스코프를 이용한 교류 전압 측정은 직류 전압 측정과 달리 좀 더 복잡한 과정이 필요하다. 우선 신호 발생기에서 1kHz의 정현파 신호를 생성하여 회로에 인가한다. 이때 수직 감도는 8V/div로 설정하고, 화면에 나타난 파형의 피크-피크 값을 측정한다.
오실로스코프로 측정한 전압의 실효값은 피크-피크 값을 √2로 나누어 계산할 수 ...
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