Комплектация оборудования на столе

Перед началом работы

1. Подключить осциллографы к сети. Могут понадобиться удлинители.

1. Концы проводов колодок для кроны могут отламываться. В этом случае колодка может быть заменена.

Самостоятельная уборка школьников

1. Отключить все приборы, отключить от них все провода.
2. Разжать струбцины, отсоединить струбцины от стола (если это не сделано ранее).
3. От кроны отсоединить колодку.

Ничего не требуется.

После окончания работы

1. Осциллографы убрать в шкаф для хранения.
2. Все провода питания стянуть стяжками и убрать на хранение в ящик для них.
3. Все провода BNC-крокодил стянуть стяжками и убрать на хранение в ящик для них.
4. Все провода крокодил-крокодил смотать по 10 пар и убрать на хранение в ящик для них.
5. Струбцины плотно сложить в ящик для них (просто набросать нельзя).
6. Батарейки убрать в контейнер с б/у батарейками (не выбрасываются, если еще живые).
7. Колодки для кроны вернуть в кассетницу.
8. Стальные линейки убрать на хранение к длинномерным металлическим вещам.

1. Нужно подробно рассказать, как работать с осциллографом. По опыту это занимает около 40 минут. Предлагаемый план рассказа см. ниже.
    

«Введение в осциллограф»

Рекомендуемое оборудование для демонстрации:

• Осциллограф;
• Два генератора переменного тока;
• Осциллограф другого типа (например, АКИП);
• Щупы (пробники);
• 4 провода BNC-крокодил (для подключения двух генераторов к двум каналам осциллографа);
• 3 провода питания (осциллограф + 2 генератора).
   

1. Осциллограф — прибор для исследования зависимости напряжения, подаваемого на его вход, от времени. Осциллографы могут выглядеть по-разному.
   Показать, например, осциллограф АКИП без экрана.
   - По возможности, каждый раз, когда есть время перед олимпиадой ознакомиться с осциллографом, следует это делать. 
   - Аналоговый осциллограф: история, как работает (4 пластины, на двух напряжение линейно, на других — исследуемое. ЭЛТ, люминофор, точка в центре экрана)
   - «Земля» осциллографа — нулевой потенциал, относительно которого производятся все измерения. Все подключения «земли» должны быть в одной точке!
2. Меню Display (яркость экрана). Меню Utility (Language).
3. Каналы осциллографа.
   - Как отображать на экране разные каналы.
   - Ручка «Intensity» — если не выбран никакой параметр для регулировки, изменяет яркость сигнала на экране, иначе — значение параметра.
4. «Триггер» (схема синхронизации).
   - Как работает, как настроить, по какому каналу будет синхронизация.
   - Настройка уровня триггера.
   Показать: что будет, если уровень триггера уходит за уровень сигнала.
5. Режимы непрерывного снятия сигнала и одиночного измерения.
   - Для чего нужно использовать «Single» (столкновения, разрядка конденсатора).
   - Кнопка RUN/STOP. Сказать, что картинку можно менять после остановки этой кнопкой.
6. Настройки каждого канала по отдельности. Включение/отключение каналов. Меню CH_.
   - Настройка положения осциллограммы по оси Y.
   - Настройка масштаба осциллограммы по оси Y.
   - Нажатие на ручку — приведение к нулю.
   - Масштаб отображается в нижнем левом углу.
   - Связь AC/DC (AC — оставляет только переменную компоненту сигнала, DC — «чистый» сигнал).
   - Пробник. Переключатель на пробнике должен быть 1Х, если не требуется иного. 
   Вопрос: для может использоваться настройка пробника? Влияет ли он на изображение? На что влияет? (Используется, если измеряется напряжение, например, через усилитель сигнала. Изображение остаётся прежним при изменении настройки пробника. Влияет на измеряемое осциллографом, в автоматическом режиме или курсорами, напряжение.)
   - В/дел — грубая/точная настройка масштаба.
7. Регулировка по оси времени (смещение, масштаб).
   - Масштаб по оси времени для всех каналов один.
8. Автоматические измерения (меню слева).
   - Измеряемый канал выбирается нажатием CH_.
   - Переключение между «горизонтальными» и «вертикальными» измерениями нажатием кнопки меню слева.
9. Курсоры — значительное более точное измерение, чем автоматическое. Именно курсор делает осциллограф измерительным прибором. Меню Cursor:
   - Ручной режим.
   - Выбор горизонтальный/вертикальный курсор.
   - Курсоры А, В. Передвижение ручкой Intensity.
   - Источник курсора. Меню слева сверху. 
      Вопрос: почему важно выбирать источник курсора?
   (Масштабы по вертикальной оси у разных каналов могут быть разными, что влияет на показания курсоров.)
      Вопрос: как получить частоту сигнала с помощью курсоров? Как получить амплитуду сигнала?
   (Частота: поставить курсоры на точки, отличающиеся на период или целое число периодов, а затем посмотреть $1/|dX|$. Амплитуда: поставить курсоры на максимальное и минимальное напряжения, разность показаний AY-BY разделить на 2.)
10. Режим AUTO.
11. Режим Acquire:
    - Как сделать усреднение по нескольким измерениям и выбрать количество усредняемых измерений.
12. Режим X-Y (Horizontal MENU) (только показать).
    Показать: фигуры Лиссажу.
    
    Фигурами Лиссажу называют траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два гармонических колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. 
13. Режим «Math» (только показать).

Во время работы

1. Объявить, что схема не должна предполагать замыкания батарейки через линейку на длительное время.
2. Может возникнуть следующая проблема: в режиме «Single» запись сигнала при замыкании схемы не начинается. В этом случае следует поменять полярность подключения батарейки, либо настроить уровень триггера.
   
   Причина проблемы — особенности настройки триггера. Например, если в меню «Trigger» выбран тип «Фронт», наклон $\uparrow$, а уровень триггера стоит на нуле, то это означает, что запись сигнала начнётся, если сигнал, возрастая, достигнет нуля, чего не происходит при «неверном» подключении батарейки.
    
3. После того, как школьник завершил часть А1 работы, нужно сбить настройки его осциллографа, а затем попросить его восстановить картину, которая использовалась для измерений в части А1, а также получить с помощью неё напряжение батарейки. Возможно, некоторые настройки могут быть восстановлены путём перезагрузки прибора. На сборах 1T24 данный метод не запрещался, а, наоборот, рассматривался как проявление сообразительности школьника. Однако по усмотрению преподавателя перезагрузка осциллографа может быть запрещена.
   
   Рекомендуется изменять настройки следующим образом:
   
   • Изменить до предельных значений масштабы и сдвиги осциллограмм по горизонтальной и вертикальной осям;
   • В меню «Trigger» сдвинуть до предельного значения уровень триггера;
   • В меню «Cursor» выключить курсоры (Режим → ВЫКЛ);
   • В меню «CH1» изменить настройку Связь (Связь → AC). Если школьник не изменит эту настройку на DC, осциллограф будет всегда показывать 0, так как в режиме AC обнуляется постоянная компонента сигнала.
   • В меню «CH1» изменить настройку пробника (например, Пробник → 2Х). Получив напряжение батарейки, заметно выходящее за диапазон возможного напряжения кроны, школьник должен понять, в чём дело, и восстановить правильную настройку пробника;
   • Отключить отображение каналов на экране (все кнопки CH_ не должны светиться);
   • В меню «Display» выставить яркость равную 0 (ЯркСигнал → 0%, Яркость → 0%);
   • В меню «Utility» сменить язык на китайский (Language → 繁體中文).
   • Перейти в меню «Acquire» (чтобы школьник увидел на экране незнакомое меню и перешёл в нужное самостоятельно).

После окончания работы

1. Подробно рассказать, почему в режиме «Single» осциллограф может не реагировать на подключение батарейки (см. пункт 2 предыдущего блока).
2. Так как это один из первых экспериментов на сборах, здесь можно объявить, что по возможности для расчёта угловых коэффициентов прямых должен использоваться метод наименьших квадратов, что, однако, не умаляет необходимости построения графика. График нужен для детектирования выбросов и оценки соответствия теории (то есть факта того, что зависимость действительно линейная).