Alla kopplingar inkl. kringutrustning skall redovisas. Rapporten skall vara skriven med ordbehandlare. Kopplingsschemor kan dock vara handritade. Ni m

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Alla kopplingar inkl. kringutrustning skall redovisas. Rapporten skall vara skriven med ordbehandlare. Kopplingsschemor kan dock vara handritade. Ni m"

Jonas Lund
för 5 år sedan
Visningar:

1 Labkompendium, laboration 2 èsensorer & f rf rst rkareè Bj rn Starmark, MINA, Fysik, CTHèGU april Introduktion Labuppgiften r att med tv olika operationsf rst rkare èop07cp och LF351è m ta utsignalen fr n ett termoelement och en fotodiod èbpw 34è och avg ra vilken kombination som ger b st resultat. Sensorerna skall m tas i tv olika kopplingar. Labben r l st formulerad vilket st ller n got h gre krav p er n ni r vana vid fr n tidigare laborationer. F rhoppningen r att ni skall bli b ttre p sj lvst ndigt arbete. Det r d rf r mycket viktigt att ni l st igenom materialet innan labben. Laborationen utf rs parvis. Ni kan dela in er innan labben. Annars paras ni ihop innan ni b rjar. 2 F rstudier Innan labben ut rs skall ni ha l st igenom detta kompendium, det utskickade materialet èse sidan 4è samt l st inl mningsuppgifterna. Allt material çnns att h mta p kursens hemsida. Referens ë1ë behandlar de olika grundkopplingar som anv nds i labben. I referens ë2ë studeras OP:rs ickeideala egenskaper. I labben uppst r ofta situationer d kretsarna inte uppf r sig som t nkt och denna referens r till hj lp d. Ni skall ha l st igenom och f rst tt ineh llet i dessa referenser, annars kan inte labben utf ras! Studera ven databladen f r OP:rna ë3, 4ë, fotodioden ë5ë samt lysdioden ë6ë s ni snabbt kan hitta data i dem. Ni b r skissa p kopplingarna innan och gjort er f rtrogna med deras funktion. Tag med allt material till labben! 3 Labbraport En labbrapport skall skrivas per par. Den skall i inneh lla en kort, inledande sammanfattning, en beskrivning av m tuppst llningen, m tmetodik, m tresultat samt enslutsats. 1

2 Alla kopplingar inkl. kringutrustning skall redovisas. Rapporten skall vara skriven med ordbehandlare. Kopplingsschemor kan dock vara handritade. Ni m ste notera samtliga kopplingar under labbgenomf randet, annars kan inte rapporten skrivas. Det blir ganska m nga kopplingar och det r cker om ni ritar tv f r termoelementet och tv f r fotodioden. Om n gra komponenter beh vs f r en OP men ej f r den andra markeras detta i çgurtexten. Rapporten skall vara maximalt fem sidor. 4 Utf rande 4.1 Utrustning Till er hj lp çnns oscilloskop, DCvoltmeter DCsp nningsaggregat samt signalgenerator. Alla kopplingar sker p kopplingsd ck. Alla komponenter çnns tillg ngliga i labbet. 4.2 Kontroll av grundkopplingarna Innan m tningar p sensorerna utf rs skall funktionen hos grundkopplingarna kontrolleras. Kopplingarna terçnns i referens ë1ë. En l mplig arbetsg ng ges nedan. 1. B rja med att bygga upp dels en sp nningsf rst rkare och dels en str mf rst rkare ivar sin nda av kopplingsd cket. 2. Koppla in en OP i sp nningsf rst rkaren och kontrollera att kopplingen r stabil samt att OP:n r biaserad. Om inte, korrigera kopplingen èse ë2ëè. 3. Rita av den fungerande kopplingen. Riv den inte! 4. M t och notera utsignalen f r insignalen 0 V. 5. Flytta OP:n till str mf rst rkaren och kontrollera att kopplingen r stabil samt att OP:n r biaserad. Om inte, korrigera kopplingen. 6. Rita av den fungerande kopplingen. Riv den inte! 7. M t och notera utsignalen f r insignalen 0 A. 8. Byt OP och repetera punkt N r detta r gjort kan ni g ver till sensorm tningarna. Riv inte kopplingarna f rr n labben r ver! 2

3 4.3 Termoelementet Ni skall anv nda ett termoelement som termometer. Sensorn utg rs avsvetspunkten i ndan avkabeln. Sensorns utsignal r mellan 40,60çV= o C. Unders k vilken kopplingèopkombination som ger b st resultat! En l mplig arbetsg ng ges nedan. B da grundkopplingarna visas i çg B rja med att m ta och notera termoelementets utresistans. Koppla d refter upp sensorn i sp nningsf rst rkaren med en OP07 opamp. 2. Kontrollera att kopplingen r stabil samt att OP:n r biaserad. Om inte, korrigera kopplingen. Rita av den fungerande kopplingen. 3. Kalibrera termoelementet. Anv nd isvatten èç 0 o Cè och avl s utsignalen. Upprepa med kokande vatten èç 100 o Cè. 4. M t er kroppstemperatur èvalfri metodè med termoelementet. Notera utsignalen. 5. V rm upp OP:n med en l dpenna. OBS! Skada ej kapseln! H ll pennan n ra men vidr r ej kapseln. Notera utsignalen. Upprepa med terkopplingmotst nden. 6. Byt ut OP:n mot en LF351 och repetera punkt Byt ut koppling till str mf rst rkaren. F rs k upprepa punkt 26. Justera f rst rkningen om det beh vs! Rg Figur 1: Till v nster: termoelementet med sp nningsf rst rkare ; h ger: termoelementet med str mf rst rkare. 4.4 Fotodioden Ni skall simulera en optisk l nk med en lysdiod ès.k. LED, typ HLMPK155, se ë6ëè ochen fotodiod èbpw34, se ë5ëè. Dioderna r monterade i en çlmburk f r att sk rma av ljus fr n omgivningen. Motst nd èr s ç 1 kæè har lagts i serie med dioderna som skydd mot f r h g eçektutveckling. Ni skall hitta minimal signalamplitud samt maximal bandbredd f r samtliga kombinationer av kopplingèop. En l mplig arbetsg ng ges nedan. B da grundkopplingarna visas içg.2. 3

4 1. B rja med att m ta och notera fotodiodens utresistans utan insignal med locket p çlmburken. Koppla d refter upp sensorn i str mf rst rkaren med en LF351 opamp. 2. Kontrollera att kopplingen r stabil samt att OP:n r biaserad. Om inte, korrigera kopplingen. Rita av den fungerande kopplingen. 3. Anslut en signalk lla till LED:en. B rja med en l g frekvens och h g amplitud. J mf r insignalen till LED:en med utsignalen fr n f rst rkaren p oscilloskopet. 4. ka frekvensen tills utsignalen g r ner 3 db. Notera frekvensen. Detta r bandbredden. 5. Minska amplituden tills signalbrusf rh landet r 1. Notera insignalen. 6. Byt ut OP:n mot en OP07 och repetera punkt Byt ut koppling till en sp nningsf rst rkare och repetera punkt 26. Rg Figur 2: Till v nster: fotodioden med str mf rst rkare; h ger: fotodioden med sp nningsf rst rkare. Lycka till! Referenser ë1ë B. Starmark, Sensorer och f rf rst rkare, extra material, Chalmers Tekniska H gskola och G teborgs Universitet, 1999 ë2ë B. Starmark, Vanliga problem med operationsf rst rkare, extra material, Chalmers Tekniska H gskola och G teborgs Universitet, 1999 ë3ë OP07 Ultralow Oçset Voltage Operational Ampliçer, Analog Devices ë4ë LF351 Wide Bandwidth JFET Input Operational Ampliçer, National Semiconductor Corporation,

5 ë5ë BPW 34 Silicon PIN Photodiode Data Sheet, Siemens Semiconductor Group, 1997 ë6ë HLMPK155 Low Current, Double Heterojunction AlGaAs Red LED Lamps, Hewlett Packard,

Relevanta dokument

ETE115 Ellära och elektronik, vt 2016 Laboration 1

ETE115 Ellära och elektronik, vt 2016 Laboration 1 ETE5 Ellära och elektronik, vt 206 Laboration Sammanfattning Syftet med denna laboration är att ge tillfälle till praktiska erfarenheter av elektriska kretsar. Grundläggande mätningar görs med hjälp av