TP Oscilloscope

SAÉ2.2 TP de physique                TP Oscilloscope

Compléter les pointillés (par « électrique », « mécanique » …), les tableaux (avec unités), insérer les photos des signaux (avec  échelles) obtenus à l’écran de l’oscilloscope. A rendre en format numérique.

Partie 1 : Visualisation du signal en sortie d’un générateur basse fréquence (GBF)

Objectif : prise en main de l’oscilloscope

 GBF            signal électrique                 oscilloscope

1) Brancher le GBF au canal CH1 de l’oscilloscope.(câble avec connecteur BNC sur la sortie output 50 Ω relié à CH1 par connecteur BNC). Allumer le GBF, appuyer sur shift/default pour mettre les paramètres par défaut. Choisir le profil créneau (bouton wave) Visualiser le signal sur l’oscilloscope en réglant la base de temps ainsi que la position et l’échelle verticales.

1. Modifier le signal du GBF en choisissant une forme sinusoïdale, l’amplitude maximale et une fréquence de 50 Hz.

Partie 2 : visualisation du signal produit par un capteur piézoélectrique

Objectif A : vérifier l’indication d’un métronome (à manipuler avec précaution)[pic 1]

 et/ou objectif A’ : vérifier la précision et la régularité d’un rythme frappé à la main

Objectif B : mesurer son rythme cardiaque

action mécanique             Capteur piézoélectrique           signal électrique                   oscilloscope

Prendre une sonde passive et connecter le crochet au fil rouge du capteur piézoélectrique et la pince noire au fil noir du capteur, brancher le connecteur BNC à l’entrée CH1 de l’oscilloscope.

Les soudures entre les fils et le capteur sont FRAGILES, MANIER AVEC DELICATESSE !

Expérience A : choisir une indication métronomique quelconque, actionner le métronome et disposer le capteur pour que le métronome vienne le toucher doucement, tout en gardant sa régularité. Visualiser le signal obtenu sur l’oscilloscope. La fréquence trouvée est-elle en accord avec l’indication métronomique ?

Expérience A’ : Poser le capteur sur la paillasse et le frapper doucement avec votre doigt ou un crayon en essayant de garder une pulsation régulière ou en répétant une cellule rythmique quelconque, binaire [pic 2],[pic 3],  [pic 4]… ou ternaire[pic 5], [pic 6] …

Visualiser le signal obtenu sur l’oscilloscope et évaluer la précision de votre rythme frappé.

Expérience B : Repérer où votre pouls est le plus perceptible (au niveau de la carotide) et maintenir délicatement le capteur à cet endroit

Partie 3 : Mesure de la fréquence d’un son « pur » produit par un diapason

Objectif : enregistrer les vibrations d’une onde mécanique et déterminer sa fréquence

 Mécanique                    Capteur piézoélectrique          signale électrique                        oscilloscope

Le capteur piézoélectrique, toujours relié à l’oscilloscope est posé sur une boîte en bois. Frapper DOUCEMENT le diapason sur un objet en bois (en le tenant entre la partie en U et l’extrémité sphérique) et le poser à côté du capteur. Analyser le signal obtenu sur l’oscilloscope

Estimer l’incertitude absolue sur T. En déduire l’incertitude absolue sur la fréquence. Comparer à la fréquence théorique fth = 440 Hz

Incertitude absolue = (440-434/440)*100=1,36%

Partie 4 : Le violon est-il bien accordé ? Identification de la hauteur d’un son « complexe »

Objectif : modéliser la réponse à un stimulus sonore, identifier la note produite par un violon

Instrument FRAGILE à manier avec extrême précaution, ne pas chercher à le réaccorder.

[pic 7][pic 8]

[pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12]

[pic 13][pic 14]

corde méca     chevalet   méca     table d’harmonie  méca    capteur piézoélectrique élec  oscilloscope

méca : signale mécanique

élec : signale électrique

Le capteur piézoélectrique, toujours relié à l’oscilloscope est posé sur la caisse de résonance du violon. Avec l’archet, frotter une des cordes. Analyser le signal obtenu sur l’oscilloscope. Il est normal d’observer un signal plus complexe qu’une sinusoïde (le timbre d’un instrument résulte de la superposition d’ondes à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale, appelées les harmoniques). Il faut bien identifier la répétition d’un motif pour obtenir la période.

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