relatório osciloscopio digital

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE FÍSICA
CAMPUS PONTA GROSSA
ENGENHARIA QUÍMICA
ALEXYA GARCIA BARBOSA
ANGÉLICA S. B. HENRIQUE
LISANDRA NERI BUENO
OSCILOSCÓPIO DIGITAL – MEDIDAS ELÉTRICAS
RELATÓRIO
PONTA GROSSA
2014
1. OBJETIVOS
➢ Aprender os princípios básicos de funcionamento e manuseio de um
osciloscópio digital e realizar medidas simples de sinais de tensão
elétrica (d.d.p), ou seja, familiarização com esse equipamento de
importância fundamental em medidas físicas.
2. MATERIAIS
➢ Osciloscópio Digital
➢ Multímetro (Voltímetro)
➢ Gerador de Funções Digital
➢ Fonte de Alimentação de Corrente Contínua
➢ Ponta de Prova e Cabos (BNC/jacarés, 2 banana/banana) 
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Antes de começar o experimento precisa-se conhecer o osciloscópio e o
gerador de funções que serão manuseados no laboratório.
3.1) Osciloscópio
O osciloscópio é um dos mais aperfeiçoados e versáteis instrumentos de
medição. Ele consiste basicamente em um tubo de raios catódicos que
possibilita entre outras coisas medidas de corrente de tensão elétrica através
das deflexões de um estreito feixe eletrônico. Na posição em que o feixe
eletrônico incide sobre uma tela fluorescente, ele produz um ponto luminoso.
Através dos deslocamentos deste ponto podem ser feitas medidas bastante
precisas de tempo e de tensão, como também ser produzidos gráficos
estabilizados de tensões periódicas.
O osciloscópio “torna visível" o sinal e possibilita a análise da sua forma,
podendo a grosso modo ser considerado um aperfeiçoamento do multímetro,
pois fornece indicações do comportamento de uma tensão ou corrente ao longo
do tempo.
Ele é formado por circuitos que fazem com que um feixe de elétrons se
mova de acordo com o sinal nele injetado. O sinal é então mostrado sobre uma
tela fosforescente.
Como muitas grandezas físicas são medidas através de um sinal
elétrico, o osciloscópio é um instrumento indispensável em qualquer tipo de
laboratório e em situações tão diversas como o diagnóstico médico, mecânica
de automóveis, prospecção mineral, etc. O osciloscópio permite obter os
valores instantâneos de sinais elétricos rápidos, a medição de tensões e
correntes elétricas, e ainda frequências e diferenças de fase de oscilações.
 Figura 1. Osciloscópio (Referências. I)
3.2) Gerador de Funções
O gerador de funções é utilizado para calibrar e reparar circuitos
eletrônicos. É um equipamento que fornece tensões elétricas com diversas
formas de onda chamadas de sinais elétricos, com amplitudes e frequências
variáveis. As características fundamentais dos geradores de funções são: 
• Tipos de sinais fornecidos; 
• Faixa de frequência; 
• Tensão máxima de pico-a-pico na saída; 
• Impedância de saída (ou resistência de saída). 
Os sinais variam de modelo para modelo. Dentre os tipos de sinais mais
comuns, fornecidos pelo gerador, temos os que se apresentam as formas de
ondas: senoidal, quadrada e triangular (Figura 2). 
Dependendo da marca e do modelo, o gerador de funções fornece sinais
em uma frequência que vai de 1 Hz a vários MHz. Os manuais dos fabricantes
informam a faixa de frequência que o equipamento pode fornecer. Por exemplo,
de 1Hz a 20 kHz. 
Figura 2 - Formas de ondas geradas pelo gerador de funções (Referências. II)
A voltagem gerada pode ter valores positivos ou negativos em relação a
uma referência que é denominada de GND ou terra. A amplitude V0 da forma
de onda corresponde ao valor máximo, em módulo, da voltagem gerada em
relação à referência (terra). Várias são as informações que podem ser obtidas
a partir da análise das formas de ondas fornecidas pelo gerador de funções, como
frequência f, período T, amplitude V0 e tensão pico a pico, que é máximo valor máximo de
amplitude do sinal que o gerador pode fornece.
O painel do gerador de funções possui uma série de dispositivos de
controle que servem para ajustar o equipamento de acordo com o trabalho que
se deseja realizar. Afigura abaixo mostra um desenho esquemático do painel
do gerador de funções com seus principais componentes enumerados.
Figura 3 - Painel do gerador de funções (Referências. III)
(1) Botão liga-desliga: serve para ligar e desligar o aparelho;
(2) Chave de controle da amplitude de sinal: esta chave controla a amplitude
em volts do sinal de voltagem gerado;
(3) Chave de controle de sinal contínuo: esta chave permite adicionar um certo
valor de voltagem que não varia com o tempo. Esta voltagem constante é denominada de
voltagem DC (do inglês ³direct current´);
(4) Sinal de saída: sinal gerado pelo gerador. O sinal gerado tem frequência
variando de fração de Hz até MHz (106Hz) e amplitude variando de 0 a 10V. Junto
dessa chave há informação sobre a voltagem pico-a-pico;
(5) Sinal de sincronismo: sinal complementar gerado com amplitude fixa,
usualmente menor que 5V, e a mesma frequência do sinal de saída. Em
situações normais ele não é utilizado. Em alguns casos, quando a amplitude do
sinal de saída é muito pequena, e não conseguimos observar o sinal no
osciloscópio, temos a opção de usar o sinal de sincronismo como sinal externo
para sincronizar o osciloscópio e o gerador;
(6) Botões seletores de função: serve para selecionar o tipo de onda a ser
gerada;
(7) Seletor de faixa de frequência: permitem selecionar a faixa de frequência do
sinal gerado que seja adequada ao experimento a ser realizado;
(8) Chave de ajuste da frequência: esta chave permite variar continuamente a
frequência de 0,2 a 2,0 vezes o valor da faixa de frequência selecionada pelos botões do
item (7);
(9) Botão de inversão: esta chave multiplica o sinal gerado por menos um;
(10) Seletor de faixa de amplitude: esta chave limita a amplitude do sinal de
saída gerado a 1V
I) PRIMEIROS AJUSTES
Nos botões de menu e de controle clicou-se em AUTOSET (automático)
e em CH1MENU e nos botões de menu em “Acoplam” na tela e alterou-se
entre “CC”, “CA” e “Terra” para selecionar “Terra”. Fez-se o mesmo para o
CH2MENU. Desta forma a ddp será nula nas entradas dos dois canais.
Ajustou-se o botão giratório tempo de varredura (SEC/DIV) em 1,0 ms/divisão
(verificou-se o valor no meio inferior da tela). Apareceram dois traços
horizontais na tela. Para distinguir os traços posicionados na tela girou-se os
botões de posicionamento VERTICAL (POSITION). Caso os traços não
apareçam, junto com os números 1 e 2 no lado esquerdo da tela, clica-se mais
uma vez nos botões CH1MENU e CH2MENU respectivamente, e conferia-se
os dados novamente, porém, no experimento isso não foi necessario. Cada
traço desses corresponde à varredura de um canal. Ela é muito rápida, por isso
não se consegue ver o ponto se movimentando na tela. Depois alterou-se o
tempo de varredura (SEC/DIV~5,00s), girando no sentido anti-horário, aos
poucos, até que se pudesse perceber o ponto se movimentando na tela. Assim
foi possível conseguir acompanhar a varredura da esquerda para a direita com
velocidade constante. Para facilitar o estudo trabalhou-se inicialmente apenas
com o canal 2. Posicionou-se esse movimento na metade vertical. Nos botões
de menu apertou-se a tecla DISPLAY e selecionou - se na tela Formato ⇒ XY
(correspondente ao tempo de varredura). O ponto deverá parar. Nessa
configuração, a entrada do canal 1 (CH1) será correspondente ao eixo x e a
entrada do canal 2 (CH2) será correspondente ao eixo y. Posicionou-se o ponto
no centro da tela, utilizando os controles POSITION do canal 2 e POSITION do
canal 1. 
I I ) OBSERVAÇÃO DO DESLOCAMENTO DO PONTO LUMINOSO COM A
D.D.P. APLICADA
Ajustou-se o botão giratório da sensibilidade vertical (VOLTS/DIV) do
canal 2 para 1 volt/divisão. A ponta de prova P2220 (cabo coaxial), foi ajustadapara 10X e com cuidado conectou-se ao canal 2 do osciloscópio. Para isso,
alinhou-se o conector BNC da ponta de prova com o BNC do CH 2, pressionou-
se para conectar e atarraxou-se para a direita para travar a sonda no lugar.
Através dos cabos de ligação conectou-se a entrada desse canal à fonte de
alimentação. Positivo da fonte na ponta da sonda e negativo da fonte no fio de
referência (jacaré - Terra). Neste momento o canal 1 foi aterrado (MENUCH1⇒
Acoplam ⇒Terra). Pressionou-se CH2MENU⇒ Sonda ⇒Voltagem ⇒Atenuação
⇒10x. Colocou-se 3V na fonte de alimentação. Verificou-se no menu do canal
se o Inverter estava desligado (DESL). Desligou-se o terra do canal 2
apertando CH2MENU⇒Acoplam ⇒CC (desta forma inseriu-se uma ddp
positiva no valor de 3 V à entrada deste canal). O ponto luminoso deslocou-se
algumas divisões na tela. A tela é dividida em 8 divisões na vertical e 10 na
horizontal e cada divisão por sua vez equivale a 5 subdivisões. Inverteu-se a
polaridade da fonte e observou-se o deslocamento do ponto luminoso,
anotando o observado na folha de respostas (ANEXO 2). Ao terminar, levou-se
a chave de entrada desse canal, de volta para Terra. Repetiu-se os mesmos
passos utilizando o canal 1 como entrada do sinal (1 VOLTS/DIV) que estará
atuando como eixo x. Observou-se o deslocamento na horizontal. Ao terminar,
levou-se a chave de entrada desse canal de volta para Terra.
I I I ) OBSERVAÇÃO DOS SINAIS FORNECIDOS PELO GERADOR DE
FUNÇÃO
Ligou-se o gerador de função, selecionou-se a função senoidal, ajustou-
se a frequência em aproximadamente 0,553Hz e girou-se o controle de
amplitude para a metade do valor máximo. Verificou-se se o ponto luminoso
estava no centro da tela, corrigindo se fosse necessário. Através de cabo
BNC/jacaré conectou-se o gerador OUTPUT 50 Ω à entrada do canal 2 (eixo y)
e selecionou-se no menu desse canal o acoplamento CC. Ajustou-se a
sensibilidade vertical VOLTS/DIV para que o deslocamento do ponto luminoso
não ultrapasse os limites da tela. Observou-se atentamente o movimento do
ponto. Mudou-se para a função triangular no gerador e observou-se o
movimento. Observou-se as inversões de movimento e se comparou com o
caso senoidal. Mudou-se para a função quadrada e observou-se. Ao terminar o
canal dois foi aterrado novamente, CH2MENU⇒ A c o p l a m ⇒Terra.
Posteriormente saiu-se do modo X-Y e voltou-se ao modo de varredura
automática. Em DISPLAY selecionou-se Formato⇒ YT e ajustou-se o tempo
de varredura (SEC/DIV) em 100 ms/divisão. Conectou-se a sonda (com o sinal
do gerador de função) à entrada do canal 1, com os mesmos ajustes de
frequência e amplitude do modo senoidal anterior e pressionou-se
CH1MENU⇒ Sonda ⇒Voltagem ⇒Atenuação ⇒10x selecionou-se o menu
desse canal para a posição CC para que pudesse utilizá-lo como eixo y.
Ajustou-se a sensibilidade vertical para que a senóide resultante não ultrapasse
os limites da tela na vertical e a taxa de varredura para observar alguns
períodos da senóide na tela. Para facilitar a visualização aumentou-se a
frequência (faixa do kHz) do gerador ao mesmo tempo em que se ajustou o
tempo de varredura, para manter a senóide visível e estável. Observou-se as
outras funções do gerador (triangular e quadrada) e voltou-se para a função
senoidal.
IV) MEDIDA DE FREQUENCIA 
Ajustou-se o gerador para aproximadamente 2,0 kHz e o tempo de
varredura de modo a observar 1 período na tela. Mediu-se na tela quantas
divisões (DIV) ocupava um período (1 divisão=5 subdivisões). A medida foi
efetuada estimando-se um erro igual à metade da subdivisão. Notou-se que
para uma melhor definição dos pontos, a sensibilidade vertical foi aumentada
para obter uma figura de grande amplitude na tela do osciloscópio. Anotou-se o
tempo de varredura (SEC/DIV) que se encontra no meio inferior da área do
display. O gerador permaneceu ligado.
V) MEDIDA DE AMPLITUDE DOS SINAIS SENOIDAL E QUADRADO
Ajustou-se a amplitude do sinal do gerador em direção de amplitude
máxima (mas que não produzisse distorção no sinal) e a sensibilidade vertical
do osciloscópio para obter a maior senóide possível, sem ultrapassar os limites
da tela. Deslocou-se a senóide para baixo (POSITION) até que sua parte mais
baixa tangencie a linha inferior da graduação da tela. Deslocou-se agora na
horizontal (POSITION) de modo que a crista corte o eixo vertical central
subdividido. Mediu-se o valor pico a pico do sinal (do pico inferior ao pico
superior na vertical) em termos de divisões de tela (DIV), estimando o erro
(∆DIV), sendo metade da subdivisão. Anotou-se a sensibilidade VOLTS/DIV. A
tensão pico a pico foi dada pela equação Vpp=(DIV).(VOLTS/DIV) e
∆Vpp=(∆DIV).(VOLTS/DIV), vimos que a amplitude vale metade da tensão pico
a pico. Calculou-se o valor eficaz usando a equação Vef=(Vpp/2)/√2, para função
senoidal. Selecionou-se no gerador a função quadrada e essas mesmas
medidas foram refeitas, desta vez Vef= Vpp/2. Desligou-se e desconectou-se o
gerador. O acoplamento do canal 1 foi aterrado. Em seguida, mediu-se a
tensão da fonte utilizando o multímetro (voltimetro) ajustado para tensão
descontinua, e a posteriori esses valores foram comparados.
VI) MEDIDA DE TENSÃO CONTÍNUA
Mediu-se novamente a tensão da fonte (3V), mas a partir do
deslocamento vertical do traço da varredura. Conectou-se a fonte à entrada do
canal 1 (positivo da fonte na ponta da sonda e negativo da fonte no fio de
referência). Certificando-se que o acoplamento do canal 1 está em “Terra” e
posicionou-se o traço na linha inferior da graduação da tela. A sensibilidade
vertical foi ajustada para 5 volts/divisão e levou-se a tecla de entrada para a
posição CC. O traço se deslocou um pouco. A sensibilidade foi alterada de
forma a obter o máximo deslocamento dentro dos limites da tela. Com
acoplamento em “Terra” no menu deste canal, verificou-se se o traço ainda
permanecia na linha inferior. Voltou-se então o canal à posição CC e o
deslocamento foi medido em termos de divisões com a respectiva estimativa de
erro (DIV±∆DIV). Calculou-se então a tensão da fonte (Vfonte-osc) e o seu erro
(∆Vfonte-osc ). O acoplamento do canal 1 foi aterrado. A fonte foi desconectada,
desligou-se o osciloscópio e mediu-se a tensão da fonte com um multímetro
(Vfonte-mult) na função voltímetro ajustado para DCV (tensão DC ou contínua). 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após realizados os ajustes iniciais descritos no procedimento
experimental item I observou-se o deslocamento do ponto luminoso na tela do
osciloscópio com a ddp aplicada (3V), inicialmente o ponto estava localizado no
centro da tela. Os dados observados estão apresentados na Tabela 1.
Conexão Número de divisões deslocadas (DIV) e
direção
Polaridades Canal 2 Canal 1
Positivo da fonte (+) na
ponta da sonda e negativo
(-) da fonte no fio de
referencia
O ponto deslocou-
se 3 divisões
grandes na vertical
para cima
O ponto deslocou-se 3
divisões grandes para a
esquerda na horizontal
(+) da fonte no fio de
referência e negativo (-) da
fonte na ponta da sonda
O ponto deslocou-
se 3 divisões
grandes para baixo
na vertical
O ponto deslocou-se 3
divisões grandes para a
direita na vertical
Tabela 1 – Comportamento do ponto luminoso.
Observou-se também que a tela tinha 8 divisões na vertical e 10 na
horizontal, cada divisão, por sua vez, equivale a cinco divisões menores, assim
o erro avaliado é a metade da menor divisão, ou seja, ΔDIV=0,1.
Para observação dos sinais fornecidos pelo gerador de função foram
seguidas as instruções apresentadas no item III do procedimento experimental,
foram obtidos os dados descritos na Tabela 2:
Função Observações
Senoidal -É um movimento periódico-velocidade é máxima no meio
Triangular -velocidade constante-aceleração = 0
Quadrada-só pode-se ver os extremos 
Tabela 2: Relação de comportamento entre as funções.
Devido a problemas no osciloscópio não foi possível observar a função
triangular, foi visto apenas um ponto se movimentando na vertical. Na função
quadrada só pode-se observar seus extremos como pode como mostrado na
figura 4.
Figura 4. Função quadrada (foto tirada no
experimento).
A figura 5 nos mostra o comportamento da função senoidal observado
no osciloscópio.
Figura 5. Função senoidal (foto tirada no experimento).
Para medida da frequência seguiu-se as instruções do item IV e com
os cálculos apresentados no ANEXO 1 foi completada a Tabela 3:
DIV SEC/DIV (s) T (s) ΔT f=1/T(kHz) Δf(kHz)
(5,0 +/-
01) 100.10
-6 s 500.10-6 s 10µs 2 kHz 40kHz
Tabela 3. Medida de período e frequência.
A medida de amplitude dos sinais de função senoidal e quadrada foram
obtidas seguindo as instruções do item V do procedimento experimental, os
dados coletados e calculados estão representados na tabela 4 e melhores
especificados no ANEXO 1.
Função senoidal
DIV VOLTS/DIV (V) Vpp (V) ΔVpp (V) Vef (V) ΔVef (V)
(8,0 +/-
01) 2,00 16 0,2 5,66 0,08
Função quadrada
(8,0 +/-
01) 2,00 16 0,2 8,00 0,1
Tabela 4. Medida amplitude dos sinais senoidal e quadrada.
Para encontrar a tensão pico a pico (Vpp) segui-se as intruções
mostradas no item V do Procedimento Experimental. A tensão eficiente (Vef) de
uma função senoidal é a metade tensão pico a pico divido por √2 e tensão
eficiente de uma função quadrada é a metade da tensão pico a pico. O ΔVef,
para as duas funções, é dada pelo modulo da derivada parcial de Vef dividido
pela derivada parcial de Vpp, multiplicados por ΔVpp.
Após as medidas da função senoidal e quadrada voltamos o gerador
de função para uma função senoidal e medimos a ddp pelo multímetro digital
em escala de 20V em função descontinua e obtivemos um Vef = 5,53V ± 0,01.
Levando em consideração o conceito de voltímetro ideal podemos
concluir que o osciloscópio é mais preciso que o multímetro, já que sua
resistência é muito grande, próxima do ideal que seria a resistência infinita
assim há menor perda de ddp pela resistência interna.
Para medida de tensão continua usamos a fonte ajustada em 3V
seguindo o item VI do procedimento experimental. Com o canal 1 aterrado, o
traço de varredura se encontrava no limite inferior da tela, quando acionado o
comando CC o traço de varredura se deslocou para o limite superior da tela,
como pode ser visto na figura 6 então, foi lido o numero de divisões (DIV) entre
a posição inicial e final. 
Figura 6. Traço de varredura de função continua da fonte de tensão
(foto tirada no experimento)
Para encontrar a ddp da fonte (Vfonte-occ) multiplicou-se (DIV) pela
voltagem que cada divisão valeria (VOLTS/DIV). 
O ΔVfonte-osc foi calculado sendo ΔVfonte-osc = (VOLTS/DIV) * ΔDIV e o
ΔVfonte-mult é a metade da menor divisão do multímetro.
Dessa forma, completou-se a tabela 5.
Osciloscópio Multímetro
DIV VOLTS/DIV(V)
Vfonte-osc
(V)
ΔVfonte-osc
(V) Vfonte-mult (V)
ΔVfonte-mult
(V)
(8,0 +/-
0,1) 384.10-3 3,07 0,04 3,04 0,01
Tabela 5. Medida de tensão continua.
5. CONCLUSÃO
Conclui-se com o experimento do osciloscópio digital que a tensão pode
ser obtida por outros aparelhos que não o multímetro, além do mesmo
apresentar mais exatidão nos resultados. Com a utilização do aparelho foi
possível obter também o período e a frequência das funções senoidal,
triangular e quadrada.
Os resultados foram compatíveis com o esperado. Os erros
encontrados podem ter sido causados por erro no manuseio, erro na leitura de
dados e etc. 
Foram apresentadas poucas imagens do experimento pois o aparelho
não reconheceu o dispositivo para salvar os dados (pen-drive). 
Assim, infere-se que os objetivos foram concluídos.
6. REFERÊNCIAS
I) <https://html1-f.scribdassets.com/7d2loh0jggx3b86/images/3-
c955e820f5.jpg> acesso em 13 de novembro, 2014.
II) <https://html2-f.scribdassets.com/7d2loh0jggx3b86/images/6-
1cc0e96b98.jpg> acesso em 13 de novembro, 2014.
III) <https://html1-f.scribdassets.com/7d2loh0jggx3b86/images/7-
1bcd40c643.jpg> acesso em 13 de novembro, 2014.
IV ) DIAS, D. T.. Fisica 3 – Procedimento Experimental 6:
OSCILOSCÓPIO DIGITAL – MEDIDAS ELÉTRICAS.