מחבר: צוות חינוך טכנולוגי מטח

שנת ההוצאה: התשנ"ז - 1996

מילות מפתח: מדידה והערכה; מידע אלקטרוני; הערכה; ספריה דיגיטלית; ספריה אלקטרונית; ספריות אלקטרוניות; מידע וירטואלי; מידע ווירטואלי; מידע דיגיטלי; מידע מקוון

(מתוך המבוא לספר:  "מכשור ומדידות") הקורס מכשור ומדידות מטרתו להעניק לתלמיד את הכלים והידע הדרושים להפעלת מכשור מדידה מתקדם.
במהלך הקורס יכיר התלמיד את מכשירי המדידה המתקדמים ביותר המצויים היום בשוק, וילמד את עקרון פעולתם ואת אופן הפעלתם.
כמו כן ילמד התלמיד כיצד לבנות מערכי מדידה מתקדמים לביצוע מדידות מורכבות.
אל הספר

נושא/נושאים: , הנדסת אלקטרוניקה ומחשבים

תוכן הספר:

• מדידות ומכשור

• תוכן העניינים

• פרק 1 יסודות במדידות

• 1.1 המדידה ומטרותיה

• איור ‭:1.1‬ תרשים מלבנים של מערכת מדידה חשמלית

• אי1ר ‭:1.2‬ אופ"ן תמסורת של ממיר סמפרסורה למתח

• איור ‭:1.3‬ מערכת למדידת טמפרסורה

• איור ‭:1.4‬ מעגל תהודה סורי למדידת קיבולו של קבל

• איור ‭:1.5‬ לוח שנתות של מכשיר מדידה אנלוגי

• איור ‭- .1.6‬ מערך מרירה ממוחשב לבדיקת מגבר שמע

• 1.2 מדידת גדלים חשמליים

• איור ‭:1.7‬ תרשים מדידת זרם

• איור ‭:1.8‬ תרשים מדידת מתח

• איור ‭:1.9‬ מרידת קיבול והתנגדות םורית בעזרת גשר AC

• איור ‭:1.10‬ ג^ר למדידת השראות ‭iitn L‬־ ‭m DV‬־ ‭/?„‬ x

• 1.3 מאפיינים של מכשיר מדידה

• איור ‭\m :1.11‬ התגובה של טכשיר מדידה

• איור ‭:1.12‬ עקום חשל אופייני ש? מכשיר מדידה

• איור ‭:1.13‬ כיול מכשיר מדידה בעל תגובה לינארית

• 1.4 שגיאות מדידה

• איור ‭:1.14‬ תרשים מעגל לדוגמה ‭1.6‬

• איור ‭:1.15‬ שלוש צורות התבוננות שכיחות בצג אנלוגי. שגיאת הפרלקסה ניתנת לצמצום באמצעות מראה

• איור ‭:1.16‬ תוצאות של מדידות המוססות כלפי מעלה עקב ושגיאה שינותית

• איור ‭:1.17‬ תוצאות של ro‭nii/Dtuion nn'־‬ משגיאות אקראיות

• איור ‭:1.18‬ תיאור 0כמטי של תהליך ניתוח של תוצאות מדידה

• איור ‭:1.19‬ הי00וגרמה המציגה את שכיחות ההופעה של 50 תוצאות מדידות מתח: א. כאשר דיוק המדידה הוא ‭0.2 V‬ ב. כאשר דיוק המדידה הוא ‭0.1 V‬ הקו המקווקו מתאר מקרה גבולי של מספר מדידות אינסופי שכולן מבוצעות ברמת דיוק מוחלטת

• איור ‭:1.20‬ השפעת ‭ת"00‬ התקן a על צורת עקום ההתפלגות נורמלית. ככל ש-־0 קסנה יותר, כך העקום צר יותר, והדיוק במדידות גדול יותר.

• איור ‭:1.21‬ פתרון סעיף בי של דוגמה ‭1.9‬

• איור ‭:1.22‬ השפעת רעש צלצול על מהפך לוגי

• 1.5 כיול מכשירי מדידה

• איור ‭:1.23‬ תוצאות הכיול של מד עוצמת אור

• איור ‭:1.24‬ אופיין תמסורת של ממיר משקל־מתח

• פרק 2 משקף תנודות

• 2.1 המבנה של משקף תנודות ואופן פעולתו

• איור ‭:2.1‬ עקרון בניית התמונה במשקף תנודות א. תיאור האות בתלות בזמן ב. הצגת החלונות על המרקע

• איור ‭:2.2‬ תרשים מלבנים של משקף תנודות

• איור ‭:2.3‬ תרשים מלבנים מפור0 של משקף רוד־ערוצ ¹

• איור ‭:2.4‬ פתרון דוגמה ‭2.1‬ (א) לפני אספקת המתחים; (ב) לארור אספקת המתחים

• איור ‭:2.5‬ יצירת תמונה על המרקע בגל שן המסור: א. הסיה אופקית בלבד ב. ה0יה אנכית בלבד ג. צורת גל מלאה

• איור ‭:2.6‬ אותות בצימוד ישיר ובצימוד חילופין: א. צימוד DC ב. צימוד AC

• איור ‭:2.7‬ תאור של פעולת קו השהיה א. אות נמדד כאשר סריקת המסך מתחילה ברמת מתח ‭V = 0‬ ובמגמת עליה ב. התמונה על מסך המשקף ללא פעולת קו השהיה ג. התמונה על מסך המשקף עם פעולת קו השהיה

• איור ‭:2.8‬ א. התנעה על־ידי שיפוע חיובי; ב. התנעה על־ידי שיפוע שלילי

• איור ‭:2.9‬ תיאור של מעגל ההתנעה ובקרי n־‭.yiD'wm level‬

• איור ‭:2.10‬ תרשים זמנים של תהליך הסריקה במשקף כאשר מקור ההתנעה פנימי בצימוד ‭norvno E ,D ,C ,B ,A nnijTin .oi'n viD'wni DC‬ לאיור ‭.2.3‬

• איור ‭:2.11‬ איור לדוגמה ‭2.3‬

• איור ‭:2.12‬ ה^פעת זמן העל"ה על תצוגת אותות במשקף

• 2.2 משקף דו־ערוצי

• איור ‭:2.13‬ היחידה האנכית במשקף דו־ערוצ'

• איור ‭V7IVD :2.14‬־‭1 ALT ay/z7 I‬־CHOP

• איור ‭:2.15‬ לורו הפעלה שיל משקף דו־ערוצ ¹

• איור ‭:2.17‬ אות מחזור ¹ לדוגמה ‭2.4‬

• איור ‭:2.18‬ ניתוח האות בק0ע שבי/ ‭V a‬־b א. סימון הק0ע המבוקש והדגשתו ב. הרחבת הקטע המודגש באופן הפעולה ‭DLY'D‬

• 2.3 משקף בעל בסיס זמן כפול מושהה

• איור ‭:2.16‬ התמונה המתקבלת במשקף בעל ב0י0 זמן כפול מושהה: א. לפי בסיס הזמן A ב. לפי בסיס הזמן B (תמונה מורחבת של הק0ע המודגש ב־04

• איור ‭:2.20‬ תרשים זמנים של אופן הפעולה ‭DLY'D‬

• ‭:2.21 ~a<n‬ סימון קטע והרחבתו במשקף בעל בסיס זמן כפול מושהה

• איור ‭:2.19‬ תרשים מלבנים של הערוץ האופקי במשקף בעל בסיס זמן כפול מושהה

• איור ‭:2.22‬ מדידת ומן בין שתי נקודות

• 2.4 משקף תנודות ספרתי

• איור ‭:2.23‬ דגימה של אות סינוס א. האות המקורי ב. האות הדגום

• איור ‭:2.24‬ תרשים מלבנים ש? משקף תנוחת ספרתי

• איור ‭:2.25‬ אופן הפעולה התנעה מקדימה לפני מתן ההתנעה

• איור ‭:2.26‬ אופן הפעולה התנעה מקדימה לאחר מתן הדרבון

• איור ‭:2.27‬ םעות הנגרמת עקב דגימה בקצב נמוך מהנדרש א. האות המקורי ב. האות המתקבל על מסך המשקף

• איור ‭:2.28‬ שיט/ת דגימה במשקף ספרתי א. דגימה בזמן אמיתי ב. דגימה בזמן שווה ערך

• 2.5 בחון המבוא למשקף

• איור ‭:2.29‬ חיבור בין הבחון למשקף

• איור ‭:2.30‬ קיזוז בחון המשקף

• 2.6 מדידות בעזרת משקף תנודות

• איור ‭:2.31‬ מדידת זמן מחזור לצורך קביעת תדר

• איור ‭:2.32‬ תמונה על מרקע משקף התנודות לחישוב זמן מחזור ותדר

• איור ‭:2.33‬ מדידת הפרשי זמנים א. אותות אנלוגיים ב. אותות ספרתיים

• א'ור ‭:2.34‬ מדידת הפרש מופע (צורות ליסדו)

• איור ‭:2.35‬ מערך מדידה עקרוני לאופיין מעבר

• איור ‭:2.36‬ אותות המוצא של מרוו77 סורק

• איור ‭:2.37‬ תרשים מלבנים לקבלת עקום היענות של מערכת נבדקת

• ‭2.38 VW‬

• איור ‭2.39‬

• פרק 3 מכשירי מדידה אנלוגיים

• 3.1 רב־מודד אנלוגי

• איור ‭:3.1‬ גלוונוכוסר ה0יה

• אי1ר ‭:3.2‬ רב־מודד אנלוגי א. מראה חיצוני ב. תרשים מלבנים

• איור ‭:3.3‬ כודזרם בסיסי

• א'ור ‭:3.4‬ מיצד לזרם גדול

• איור ‭:3.5‬ מרמתה ישר בסיסי

• איור ‭:3.6‬ מד־מתרו עם מכפל להגדלת תוזום מדידת המתרו

• איור ‭:3.7‬ מההתנגדות בסיסי

• איור ‭:3.8‬ מדידת התנגדות עם מקור זרם קבוע / ומד מתח v בשיטת שני חתילים m

• איור ‭:3.9‬ מדידת התנגדות עם מקור זרם קבוע ‭1r‬ ומד מתח v בשיטת ארבעת התילים m

• איור ‭:3.10‬ מד מתח חילופין - תרשים מלבנים עקרוני

• איור ‭:3.11‬ האותות במד מתח חילופין א. המתח במבוא ב. הזרם בגלוונומטר

• איור ‭:3.12‬ איור לדוגמה ‭3.3‬

• איור ‭:3.13‬ איור לדוגמה ‭3.3‬

• איור ‭:3.14‬ איור לשאלה ‭3.2‬

• 3.2 מכשירי מדידה למערכות הספק

• איור ‭:3.15‬ מנגנון הפעולה של מכשיר איד

• איור ‭:3.16‬ תרשים עקרוני עבור מדידת זרם

• איור ‭:3.17‬ דיאגרמה פאזורית במעגל 0ורי מורכב

• איור ‭:3.18‬ חיבור של מכשיר א"ד למדידת הספק

• איור ‭:3.19‬ איור לדוגמה ‭3.8‬

• א'ור ‭:3.20‬ מדידה עקרונית של הפרש מופע

• איור ‭:3.21‬ חיבור מדי הספק בעומס כוכב עם ארבעה ת"לים

• איור ‭:3.22‬ אופן מדידת הספק בעומס תלת מופעי א. עומס כוכב ב. עומס מש\לש

• איור ‭:3.23‬ מימוש עקרון הול עבור בהון זרם

• איור ‭:3.24‬ בחון למתח גבוה

• פרק 4 רב־מודד ספרתי

• 4.1 תרשים מלבנים של רב־מודד ספרתי

• אי1ר ‭:4.1‬ תרשים מלבנים של רב־מודד ספרתי

• איור ‭:4.2‬ מעגל העיצוב למדידת מתחים — תרשים מלבנים

• איור ‭:4.3‬ מעגל למדידת זרמים

• איור ‭:4.4‬ א. מעגל עיצוב למדידת התנגדות ב. מעגל עיצוב למדידת התנגדות בעץרת 4 תילים ‭(4 W)‬

• 4.2 אפיונים של רב-מודד ספרתי

• 4.3 גורמים המשפיעים על הביצועים במדידת מתחים

• איור ‭:4.5‬ השפעת שדה מגנ0י על המרידה

• איור ‭:4.6‬ הקסנת השפעת השדה המגנס ¹ על המדידה

• איור ‭:4.7‬ שגיאת מדידה עקב התנגדות תיל ¹ חיבור

• איור ‭:4.8‬ חיבור נכון של מד־מתרו

• איור ‭:4.9‬ גשר נגדים מאוזן ‭(Wheatstone bridge)‬

• איור ‭:4.10‬ חיבור באמצעות GUARD

• איור ‭:4.11‬ דרגת הגבר לא מהפכת

• איור ‭4.12‬

• איור ‭4.13‬

• פרק 5 מונה תדר/זמן

• 5.1 הקדמה

• איור ‭:5.1‬ תרשים עקרוני למדידת מהירות הסיבוב של גלגל

• איור ‭:5.2‬ דיאגרמת זמנים לתאור תהליך המדידה

• 5.2 תרשים מלבנים ועקרון הפעולה של המונה

• איור ‭:5.3‬ תרשים מלבנים עקרוני למדידת תדר

• איור ‭:5.4‬ תרשים זמנים של פעולת מד תדר

• איור ‭:5.5‬ תרשים מלבנים של מונה המחובר כמד־זמן

• איור ‭:5.6‬ תרשים מלבנים של מונה המחובר כמד־זמן בין שני אירועים

• איור ‭:5.7‬ תרשים זמנים לפעולת מונה המחובר כמרזמן בין שני אירועים

• איור ‭:5.8‬ תרשים מלבנים של מונה המחובר כמד־יחס בין שני תדרים

• איור ‭:5.9‬ תרשים זמנים של מונה המחובר כמד־יחס בין שני תדרים

• 5.3 מפרט טכני של מונה

• איור ‭:5.10‬ א. מנ"ה של 5 דפקים ב. מנ"ה של 4 דפקים

• איור ‭:5.11‬ תרשים מלבנים של מונה עם שעו ¹ קצב דגימה

• איור ‭:5.12‬ צורות גלים עבור קצב דגימה

• פרק 6 מחוללי אותות

• 6.1 מבוא

• 6.2 מפרט טכני של מחוללי אותות

• איור ‭:6.1‬ תרשים של מערך מדידה

• איור ‭:6.2‬ גרף ספקסרל' של מחולל אותות אידאל ¹ המכוון לאות סינוס 1 בתדר ‭/_0‬

• איור ‭:6.3‬ גרף ספקטרלי במוצא מחולל אותות מכוון לאות סינוס בתדר ‭/_0‬

• איור ‭:6.4‬ לינאריות של ‭ve/‬ גלים משולשים; ארוד בעל לינאריות גבוהה והשני בעל לינאריות נמוכה

• איור ‭:6.5‬ זמן עליה וזמן ירידה של דופק

• איור ‭:6.6‬ תיאור של זמן מחזור, זמן במצב גבוה ונמוך בדופק

• איור ‭:6.7‬ תצוגת המשקף לדוגמה ‭6.3‬

• איור ‭:6.8‬ מוצא סינכרון עבור אות סינוס שחוצה את רמת ‭0V‬ במגמה חיובית ‭(slope +)‬

• איור ‭:6.9‬ הדגמה לפעולת המחולל באופן ‭triggered‬

• 6.3 מבנה עקרוני של מחולל אותות בסיסי

• 1 איור ‭:6.10‬ מחולץ ב‭'0'0‬ המבוסם על מתנד גל ריבועי

• אי1ר ‭:6.11‬ מחולל אותות המבוסס על מתנד גל משולש

• איור ‭:6.12‬ אופיין מעבר של מעגל שמיס

• איור ‭:6.13‬ תרשים זמנים לתאור הפעולה של מתנד גל משולש וגל ריבועי במחולל אותות המבוסס על גל משולש

• איור ‭:6.14‬ אות ש/ מסור לדוגמה ‭6.4‬

• 6.4 מחולל דפקים

• איור ‭:6.15‬ תרשים מלבנים של מחולל דפקים בסיסי

• איור ‭:6.16‬ תרשים הזמנים של מנגנון שינוי יחס המחזור במחולל דפקים

• איור ‭:6.17‬ בדיקת מהפך לוגי באמצעות אות בעל יחס מחזור של: א. ‭50%‬ ב. ‭10%‬

• 6.5 מחולל סורק (SWEEPER )

• איור ‭:6.18‬ תרשים מלבנים של מחולל סורק העובד לפי עיקרון אפנון FM

• איור ‭:6.19‬ תיאור פעולת המחולל הסורק המבוסס על עקרון אפנון FM

• איור ‭:6.20‬ מערך מדידה לבדיקת תגובת תדר של מערכת ותצוגת הגרף של העוצמה כתלות בתדר על מרקע המשקף.

• איור ‭:6.21‬ א. תגובת התדר של מגבר סלוויזיה כפי שהיא מתקבלת על משקף תנודות. ב. א/ת שן מסור המשמש כבסיס זמן לתצוגה על המשקף וכן לכיול ציר X לפי התדר.

• איור ‭:6.22‬ אות שן מסור המתקבל במוצא הסורק, תוך ציון קצב הסריקה ומחזוריות הסריקה

• פרק 7 נתחי אותות

• 7.1 נתח לוגי (LOGIC ANALYZER)

• איור ‭:7.1‬ דוגמה לנתח לוגי

• איור ‭:7.2‬ תרשים מלבנים מפושס ש> נתח לוגי

• איור ‭:7.3‬ קביעת הרמות הלוגיות של אות המבוא בחוצץ

• איור ‭:7.4‬ שתי שיטות תצוגה של נתח לוגי א. דיאגרמות זמנים ב. רשימת מצבים לוגיים

• איור ‭:7.5‬ דוגמה לקצב דגימה אי0י ולקצב דגימה מהיר והשפעתו על אמינות המדידה. השינוי המהיר במרכז האות נעלם כא^ר הדגימה היא אי0ית מדי

• 7.2 נתח ספקטרום

• איור ‭:7.6‬ הגלים ‭1 y . y‬־ ‭>'j +>'‬ בתרשים זמנים ‭2 2 ^‬

• איור ‭:7.7‬ תצוגה של אותות בתרשים ץמנים

• איור ‭:7.8‬ גרף תלת־ממד ¹ של אות מחזור ¹ מורכב במישור הזמן ובמישור התדר גם יחד. לתצוגה של אות במישור התדר קוראים ספקסרום והמכשיר שמציג 0פק0רום נקרא נתח ספקטרום.

• איור ‭:7.9‬ האות ‭3'₂ nmmnni y^‬

• ‭11w‬־ ‭|nnD :7.10‬ דוגמה ‭7.4‬ בגרף העליון - האות המורכב במישור הזמן. בגרף התחתון - האות המורכב במישור התדר.

• איור ‭:7.11‬ האות ‭y ₂ nmmnni y^‬ בהצגה תלת־ממדית

• איור ‭:7.12‬ אותות מחזוריים מורכבים במישור הזמן ובמישור התדר א. גל ריבועי ב. גל משולש ג. גל שן מסור עם רמת DC

• איור ‭: 7.13‬ פירוק האות ‭\\ +y 2‬ לרכיביו הסינוסיים

• איור ‭:7.14‬ תרשים מלבנים מפושס של נתח ספקטרום

• איור ‭:7.15‬ ניתוח ספקסרל' ש> האות ‭? >'1 +.)'2‬

• א'ור ‭:7.16‬ פתרון חלק א' של דוגמה ‭7.7‬

• איור ‭:7.17‬ פתרון לחלק ב' בדוגמה ‭7.7‬

• איור ‭:7.18‬ פתרון לחלק גי בדוגמה ‭7.7‬

• איור ‭:7.19‬ האות הנמדד בסקלה ליניארית ובסקלה לוגר'תמית

• 7.3 מד עיוותים

• איור ‭:7.20‬ עיוותים הרמוניים באות סינוסי בתדר ‭/_0‬

• איור ‭:7.21‬ עיוותים של אות סינוס 1 בתדר ‭/_0‬ עקב הרמוניה שניה בתדר ‭2/_0‬

• איור ‭:7.22‬ תרשים מלבנים עקרוני של מד עיוותים

• איור ‭:7.23‬ פונקצ"ת התמסורת של מסנן מעביר פס צר

• א"ור ‭:7.24‬ פונקצ"ת תמסורת של מסנן חוסם פס צר

• פרק 8 מערכות בדיקה אוטומטית

• 8.1 מבוא

• איור ‭:8.1‬ מבנה עקרוני של מערכת בדיקה או0ומ0ית

• 8.2 תקן תקשורת IEEE 488

• איור ‭:8.2‬ מבנה עקרוני של קו תקשורת ‭IEEE 488‬

• ‭!CM]‬־ ‭:8.3‬ אופני חיבור של המחשב למכשירים בתקן ‭IEEE 488‬ (ההמשך בעמוד הבא)

• איור ‭:8.3‬ אופני חיבור של המחשב למכשירים בתקן ‭IEEE 488‬ (המשך מהעמוד הקודם)

• 8.3 דוגמאות מעשיות לשימוש בתקן IEEE 488

• איור ‭:8.4‬ מערך בדיקה אוטומטי לבדיקת עקום היענות של מסנן מעביר נמוכים

• איור ‭:8.5‬ תרשים זרימה

• איור ‭:8.6‬ תרשים חשמלי של מגבר משווה

• איור ‭:8.7‬ מערך בדיקה או0ומ0י לסרםום אופיין מעבר של מגבר משווה על מסך המשקף.

• ‭8.8 7/W‬

עמודים:

I  II  III  IV  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  
22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  
47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  
72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  95  96  97  
98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  
123  124  125  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  
149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  
174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  
199  200  201  202  203  204  205  206  208  209  210  211  212  213  214  215  216  217  218  219  220  221  222  223  224  
225  226  227  228  229  230  231  232  233  234  236  237  238  239  240  241  242  243  244  245  246