หน่วยที่10

MEASURMENT & INSTRUMENTS หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง หน่วยที่ 10 ออสซลโลสโคป เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี

แผนการจดั การเรียนรูท ่ี 10 สอนคร้งั ที่ 13-14 เรื่อง ออสซลิ โลสโคป

แผนการจดั การเรยี นรทู ี่ 10 ช่อื วิชา เครอื่ งมอื วัดไฟฟาและอิเล็กทรอนกิ ส เวลาเรียนรวม 90 ชั่วโมง ช่อื หนวย ออสซลิ โลสโคป ครั้งท่ี 13-14 ชอื่ เรือ่ ง ออสซลิ โลสโคป จาํ นวน 10 ชัว่ โมง หัวขอ เรื่อง 1. จดุ ประสงคการเรยี นรู 2. บทนํา 3. หลอดภาพแคโทด 4. กราติคลู (The Graticule) 5. การควบคมุ ออสซลิ โลสโคปเบือ้ งตน 6. ออสซิลโลสโคปเบอื้ งตน 7. การเบี่ยงเบนลาํ อิเล็กตรอน 8. ระบบการเบ่ยี งเบนแนวต้ังและแนวนอน 9. การทาํ ใหส ัญญาณอินพุตทางแนวตัง้ และสญั ญาณสวปี สมั พนั ธกนั 10. การทดลองออสซิลโลสโคป 11. สตอเรจออสซลิ โลสโคป (Storage Oscilloscope ) 12. แซมพลิงออสซิลโลสโคป (Sampling Oscilloscope) 13. ดจิ ติ อลสตอเรจออสซลิ โลสโคป 14. วงจรลดทอน (Attenuators) 15. โพรบอิมพีแดนซส งู (High Impedance Probes) 10. การนําไปใชงาน สาระสําคญั ออสซิลโลสโคปหลอดภาพแคโทด ปกติหมายถึง ออสซิลโลสโคป หรือเรียกสั้น ๆ วา สโคป เปน เครื่องมอื วัดท่ี นา จะวัดปรมิ าณไฟฟาไดห ลายอยา งมากทส่ี ดุ สามารถวัดแรงดันไฟตรงและไฟสลับ วดั คากระแสไฟตรงและไฟสลับโดย ทางออม คาบเวลา เฟส ความถแี่ ละยา นกวา งของคา รูปคลน่ื วดั ปริมาณทางฟสกิ สท่ไี มใ ชปรมิ าณทางไฟฟา สามารถถูกวัด โดยการใชทรานสดวิ เซอรเปลย่ี นพารามิเตอรท างฟสิกสเ ปน แรงดันสมมลู สมรรถนะหลัก (สมรรถนะประจาํ หนว ย) แสดงความรูเ กย่ี วกับความรูค วามเขา ใจในหลกั การทํางานและการใชงานออสซิลโลสโคป สมรรถนะยอ ย (สมรรถนะการเรียนรู) สมรรถนะทัว่ ไป (ทฤษฎี) 10.1 แสดงความรเู ก่ยี วกบั หลอดภาพแคโทด 10.2 แสดงความรูเ กย่ี วกบั กราตคิ ลู 10.3 แสดงความรูเ กีย่ วกบั การควบคมุ ออสซิลโลสโคปเบือ้ งตน 10.4 แสดงความรเู กี่ยวกบั การเบี่ยงเบนลําอเิ ลก็ ตรอน

แผนการจัดการเรยี นรทู ี่ 10 ชือ่ วิชา เคร่ืองมอื วัดไฟฟา และอิเลก็ ทรอนกิ ส เวลาเรียนรวม 90 ชั่วโมง ชอ่ื หนวย ออสซิลโลสโคป คร้งั ท่ี 13-14 ชอื่ เรื่อง ออสซิลโลสโคป จาํ นวน 10 ช่วั โมง 10.5 ระบบการเบ่ียงเบนแนวตงั้ และแนวนอน 10.6 แสดงความรเู ก่ียวกบั การทาํ ใหสัญญาณอินพตุ ทางแนวตงั้ และสญั ญาณสวปี สมั พันธก ัน 10.7 แสดงความรูเ ก่ยี วกบั แซมพลิงออสซลิ โลสโคป 10.8 แสดงความรเู กย่ี วกบั ดิจติ อลสตอเรจออสซลิ โลสโคป 10.9 แสดงความรูเกย่ี วกบั วงจรลดทอน (Attenuators) สมรรถนะทั่วไป (ปฏิบตั ิ) แสดงทกั ษะในการใชง านออสซิลโลสโคป สมรรถนะทพ่ี งึ ประสงค (ปฏิบตั )ิ 10.1 แสดงทกั ษะเกย่ี วกับการวดั รูปสญั ญาณดวยออสซิลโลสโคป 10.2 แสดงทกั ษะเกย่ี วกับการวดั รปู สัญญาณดวยสตอเรจออสซลิ โลสโคป กิจกรรมการเรียนการสอน ในการจัดการเรียนการสอนรายวชิ า เครือ่ งมือวดั ไฟฟา และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส ในหนว ยการเรยี นที่ 10 เรอื่ ง ออสซลิ โลสโคป ไดกาํ หนดกิจกรรมการเรียนการสอนใหผ เู รยี นเกดิ การเรยี นรโู ดยใชว ิธกี ารจดั การเรียนรูฐานสมรรถนะเชิงรกุ (Active Learning Competency Based) รูปแบบการจัดการเรียนรแู บบผสมผสาน (Blended Learning) ระหวางชุดฝก ทักษะการใชงานออสซิลโลสโคป รว มกบั ส่อื การสอนออนไลนไมโครคลปิ วดี โี อ เพอ่ื พฒั นาสมรรถนะในเร่ือง ออสซลิ โลสโคป โดยมขี ัน้ ตอนในการดาํ เนินกจิ กรรมการเรียนการสอน ดงั นี้ กิจกรรมการเรยี นการสอน (สอนครัง้ ท่ี 13-14 ) เวลา 10 ชว่ั โมง/สปั ดาห ขนั้ นําเขา สบู ทเรียน 1. ผูส อนตรวจความเรียบรอ ยของหอ งเรยี น และผูเรยี น 2. อบรมคณุ ธรรมจรยิ ธรรม และใหน กั ศกึ ษาทําแบบทดสอบกอนเรยี น หนวยที่ 10 ขน้ั การเรยี นการสอน 3. ครู :- อธิบาย จดุ ประสงคการเรยี นรู บทนํา หลอดภาพแคโทด กราติคลู การควบคุมออสซลิ โลสโคป เบือ้ งตน ออสซิลโลสโคปเบอ้ื งตน การเบยี่ งเบนลาํ อิเลก็ ตรอน ระบบการเบีย่ งเบนแนวต้งั และแนวนอน การทําให สญั ญาณอินพตุ ทางแนวต้งั และสญั ญาณสวปี สมั พันธก ัน การทดลองออสซลิ โลสโคป สตอเรจออสซลิ โลสโคปแซมพลงิ ออส ซิลโลสโคป ดิจิตอลสตอเรจออสซลิ โลสโคป วงจรลดทอน โพรบอมิ พีแดนซสงู 4. นกั ศกึ ษา :- ตอบคาํ ถามเก่ียวกับ จุดประสงคการเรยี นรู บทนํา หลอดภาพแคโทด กราตคิ ลู การควบคมุ ออสซลิ โลสโคปเบอ้ื งตน ออสซลิ โลสโคปเบื้องตน การเบยี่ งเบนลําอิเล็กตรอน ระบบการเบ่ยี งเบนแนวต้ังและแนวนอน การทาํ ใหสัญญาณอินพุตทางแนวตัง้ และสญั ญาณสวีปสมั พนั ธก ัน การทดลองออสซลิ โลสโคปสตอเรจออสซลิ โลสโคป แซม พลิงออสซิลโลสโคป ดจิ ติ อลสตอเรจออสซลิ โลสโคป วงจรลดทอน โพรบอิมพีแดนซส งู

แผนการจดั การเรียนรูที่ 10 ช่ือวิชา เครื่องมือวัดไฟฟา และอิเล็กทรอนิกส เวลาเรียนรวม 90 ชั่วโมง ชือ่ หนวย ออสซิลโลสโคป ครง้ั ท่ี 13-14 ช่ือเรือ่ ง ออสซิลโลสโคป จาํ นวน 10 ชวั่ โมง 5. ครู :- สรปุ ในสปั ดาหน ้จี ะศึกษาเกยี่ วกับ ออสซลิ โลสโคป 6. ครูบรรยายเนื้อหาในบทเรียนเกี่ยวกบั จุดประสงคก ารเรยี นรู บทนํา ขอ กําหนดของการออสซลิ เลต ออสซิลเลเตอรค วามถเ่ี สียง ออสซิลเลเตอรค วามถีว่ ิทยุ เครือ่ งกาํ เนดิ ความถีว่ ิทยุ เคร่ืองกําเนดิ สญั ญาณฟง กช ัน เครอ่ื ง กําเนดิ สญั ญาณพลั ส เคร่ืองกําเนดิ สัญญาณความถสี่ วีป การนําไปใชง าน ขั้นสรุปและการประยกุ ต 7. ครแู ละนักศึกษารว มกนั สรปุ เน้ือหาในบทเรียน 8. ครใู หนักศึกษาทาํ แบบทดสอบหลงั เรยี น หนวยที่ 10 9. ครูใหนกั ศึกษาทําแบบฝกหดั หนว ยท่ี 10 10. ครูตรวจผลงานการทาํ แบบฝก หัด หนวยท่ี 10 11. ครูและนักศกึ ษารวมกันตรวจแบบทดสอบกอน/หลังเรยี นหนว ยที่ 10 สื่อการสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. คลปิ YouTube เรื่อง ออสซลิ โลสโคป (https://www.youtube.com/watch?v=JOgIqEALhNY) 3. ใบงานที่ 9 เร่ือง เครอ่ื งกําเนดิ สัญญาณ งานทมี่ อบหมาย/กิจกรรม ใหน กั เรียนทําแบบฝกเสรมิ ทกั ษะตามใบงานทา ยหนว ยการเรยี นที่ 10 การวัดและประเมินผล วธิ ีการ เครื่องมือ เกณฑ วัดผล/ประเมนิ ผล - ทําแบบฝก เสริมทักษะ - แบบฝกเสริมทักษะทา ย - ผา นเกณฑร อ ยละ 70 ทา ยหนว ย หนวย 1.สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค - ผานเกณฑร อยละ 80 - ประเมนิ คณุ ลกั ษณะอนั - แบบประเมนิ คณุ ลกั ษณะ 2.คุณลักษณะอันพงึ พงึ ประสงค อนั พงึ ประสงค ประสงค (Attitude)

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส ใบงานที่ 10 เร่ือง การเกิดภาพบนจอออสซิลโลสโคป จดุ ประสงค หลังจากศึกษาเรื่องน้ีแลวนักศึกษาสามารถ 1. อธิบายหลักการเกิดภาพบนจอของออสซิลโลสโคปได 2. ทดสอบการเกิดภาพบนจอออสซิลโลสโคปเม่ือปอนสัญญาณตาง ๆ เขาทาง แผนเบี่ยงเบนทางแนวตั้งและแผนเบี่ยงเบนทางแนวนอน 3. ประยุกตใชงานออสซิลโลสโคปวัดคาตาง ๆ ได 4. ใหความรว มมือในการใช การบํารุงรักษาและการจัดเก็บวัสดุอุปกรณ ชุดฝก ชุดทดลอง และเคร่ืองมือตาง ๆ 5. ปฏิบัติงานดวยความละเอียดรอบคอบและปลอดภัย เคร่อื งมอื /อุปกรณ 1 เครื่อง 2 เคร่ือง 1. ออสซิลโลสโคปแบบ 2 ภาพ 2 เครื่อง 2. แหลงจายไฟฟากระแสตรง 0-30 V 2 เสน 3. เคร่ืองกาํ เนิดสัญญาณแบบฟงกชัน 1 ชุด 4. สายโพรบ 5. สายตอวงจร ลําดบั ข้นั การทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 10.1 ปรับแรงดันที่แหลงจายไฟฟากระแสตรง 0 V 2. ปรับออสซิลโลสโคปอยูในโหมด XY ปรับปุม Volt/Div = 1 V ทั้ง 2 ชอง (แชนแนล) ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต (AC-GND- DC) ที่กราวด (GND) และปรับปุมควบคุมตําแหนงทาง แกน X (X-position) และทางแกน Y (Y-position) ใหภาพปรากฏบนจออยูตาํ แหนงกลางจอ หมายเหตุ เมื่อปรับออสซิลโลสโคปในโหมด XY อินพุต Ch1 (แชนแนล 1) จะเปนอินพุต X ซึ่งเปนการจายสัญญาณที่ทําการวัดไปยังแผนเบ่ียงทางแนวนอน และอินพุต Ch2 จะเปนอินพุต Y ซึ่งเปน การจายสญั ญาณท่ีทําการวัดไปยังแผน เบี่ยงทางแนวต้ัง

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส แหลง่ จ่ายไฟฟ�า ออสซิลโลสโคป แหล่งจา่ ยไฟฟา� กระแสตรง 0-30V แบบ 2 เส้นภาพ กระแสตรง 0-30V X-Y Ch1/X Ch2/Y GND รูปที่ 10.1 วงจรทดสอบการเกิดภาพบนจอของออสซิลโลสโคป 3. ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต Ch1 ท่ีตาํ แหนง DC และคอย ๆ เพิ่มแรงดันไฟฟาของ แหลงจายจาก 0V จนถึง 5V และคอย ๆ ลดแรงดันไฟฟาจาก 5V จนถึง 0V สังเกตภาพบนจอจะ เปนอยางไร………………………………………………………………….................................. เพราะเหตุใด…………..…………………………..………………………………………………. …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… เม่ือสลับขั้วแรงดันไฟฟาจากแหลงจาย ภาพบนจอจะเปนอยางไร ………………………………... ……………….……………………………………………………………………………………..…………………………………… ……………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….……………………………………………………………… เพราะเหตุใด………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 4. ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต Ch1 ท่ี GND และ Ch2 ที่ตาํ แหนง DC และคอย ๆ เพ่ิม แรงดันไฟฟาจากแหลงจายจาก 0V จนถึง 5V และคอย ๆ ลดจาก 5V จนถึง 0V สังเกตภาพบนจอ เปนอยางไร……………………………………………………….……………………………….. เพราะเหตุใด………………….……………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. เมื่อสลับข้ัวแรงดันไฟฟาจากแหลงจาย ภาพบนจอจะเปนอยางไร …………...…………………… …………………………………………………………………………………………………….. เพราะเหตุใด……………………………………………………………………………….………. …………………………………………………………………………………………….……….. 5. ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต Ch1 และ Ch2 ท่ีตําแหนง DC และคอย ๆ เพิ่มแรงดัน ไฟฟาจากแหลงจายทั้ง 2 เครื่องพรอม ๆ กัน จาก 0V จนถึง 5V และคอย ๆ ลดจาก 5V จนถึง 0V สังเกตภาพบนจอ เปนอยางไร……………………………………..……………………………….. เพราะเหตุใด………………….…………………………………………………………….………. …………………………………………………………………………………………….……….. …………………………………………………………………………………………………….. เมื่อสลับข้ัวแรงดันไฟฟาจากแหลงจาย ท้ัง 2 เคร่ือง ภาพบนจอจะเปนอยางไร …………………… ………………………………………………………………………………….………………….. เพราะเหตุใด………………………………………………………………………………..……… ………..……………………………………………………………………………………..…….. …………………………………………………………………………………………………….. 6. ประกอบวงจรตามรูปท่ี 10.2

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส เคร�ืองกําเนิด ออสซิลโลสโคป แหล่งจ่ายไฟฟ�า สญั ญาณ แบบ 2 เส้นภาพ กระแสตรง 0-30V Hz X-Y Ch1/X Ch2/Y GND รูปที่ 10.2 วงจรทดสอบการเกิดภาพบนจอของออสซิลโลสโคป 7. ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต Ch1 ที่ตําแหนง AC และอินพุต Ch2 ท่ีตําแหนง GND และจายสัญญาณไซน จากเคร่ืองกําเนิดสัญญาณท่ีความถ่ีตาง ๆ โดยเริ่มจากความถี่ต่ําประมาณ 1Hz และคอย ๆ เพ่ิมความถ่ีจนถึง 1kHz สังเกตภาพบนจอเปนอยางไร…………................................... ………..………………………………………………………………….….…………………..... เพราะเหตุใด……………………………………..……………………….….……………………. ……………………………………………………………………………..……..……………….. …………………………………………………………………………………………………….. 8. ปรับสวิตชเลือกสัญญาณอินพุต Ch1 ท่ีตําแหนง AC และอินพุต Ch2 ตําแหนง DC และ จายสัญญาณไซนจากเครื่องกําเนิดสัญญาณที่ความถี่ 1kHz แลวคอย ๆ เพิ่มแรงดันไฟฟาจาก แหลงจายไฟฟากระแสตรงจาก 0V จนถึง 5V และคอย ๆ ลดจาก 5V จนถึง 0V สังเกตภาพจอ เปน อยางไร………………………….…………………………………................................................. …………………………………………………………………………………………………….. เพราะเหตุใด…………...…………………………………………………………………………. ………..………………………………………………………………………………………..... ……………………………………………………………………………………………………..

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส 9. ประกอบวงจรตามรูปที่ 10.3 ออสซิลโลสโคป ความถี� แบบ 2 เส้นภาพ ความถ�ีอา้ งองิ ท�ีต้องการวัด (fY) X-Y ทราบความถี� (fX) Ch1/X Ch2/Y GND Hz Hz รูปที่ 10.3 วงจรทดสอบการเกิดภาพบนจอของออสซิลโลสโคป 10. ปรับออสซิลโลสโคปใหอยูในโหมด XY ปรับปุม Volt/Div = 1V ทั้ง 2 ชองและปรับปุม ควบคุมตาํ แหนงทางแกน X และทางแกน Y ใหภาพปรากฏบนจออยูตาํ แหนงกลางจอ 11. ปรับเครื่องกําเนิดสัญญาณใหเปนสัญญาณไซนของทั้ง 2 เครื่อง และปรับความถี่ของ เครื่องกําเนิดสัญญาณแตละเครื่องใหไดตามตารางที่ 10.1 สังเกตและบันทึกภาพที่เกิดบนจอใน ตารางท่ี 10.1

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส ตารางที่ 10.1 ภาพปรากฏบนจอของออสซิลโลสโคปเม่ือจายสัญญาณไซนความถ่ีตาง ๆ เขาทางแผนเบ่ียงเบนทางแนวตั้งและแผนเบ่ียงเบนทางแนวนอน ความถี่ของสัญญาณ ความถ่ีของสัญญาณ ภาพปรากฏบนจอ อินพุต Ch1 หรือ อินพุต X อินพุต Ch2 หรือ อินพุต Y (kHz) (kHz) 11 12 13 1.5 2 23 2.5 3 สรุปผลการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส ปญหาขอเสนอแนะ ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… คาํ ถามทายการทดลอง 1. นอกจากจะจายสัญญาณไซนและไฟฟากระแสตรงใหกับแผนเบี่ยงเบนทางแนวตั้งและ แผนเบี่ยงเบนทางแนวนอน ถาจายสัญญาณอื่น ๆ เชนสัญญาณสี่เหลี่ยม สัญญาณสามเหลี่ยมภาพที่ ปรากฏบนจอจะเปนอยางไร จงอธิบาย ยกตัวอยางและเขียนภาพประกอบ …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………

เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี