Et oscilloskop er en enhet som demonstrerer strømstyrken, spenningen, frekvensen og faseforskyvningen til en elektrisk krets. Enheten viser forholdet mellom tid og intensitet til det elektriske signalet. Alle verdier vises ved hjelp av en enkel todimensjonal graf.
Innhold
Hva er et oscilloskop for?
Et oscilloskop brukes av elektronikk og radioamatører for å måle:
- amplituden til det elektriske signalet - forholdet mellom spenning og tid;
- analysere faseskiftet;
- se forvrengningen av det elektriske signalet;
- basert på resultatene, beregne frekvensen av strømmen.
Til tross for at oscilloskopet demonstrerer egenskapene til det analyserte signalet, brukes det oftere til å identifisere prosesser som skjer i en elektrisk krets.Takket være oscillogrammet mottar spesialister følgende informasjon:
- formen på et periodisk signal;
- verdien av positiv og negativ polaritet;
- rekkevidde av signal endring i tid;
- varigheten av den positive og negative halvsyklusen.
Det meste av denne informasjonen kan fås med et voltmeter. Men da må du gjøre målinger med en frekvens på flere sekunder. Samtidig er prosentandelen regnefeil stor. Arbeid med et oscilloskop sparer mye tid på å innhente nødvendige data.
Prinsippet for drift av oscilloskopet
Et oscilloskop tar målinger ved hjelp av et katodestrålerør. Dette er en lampe som fokuserer den analyserte strømmen til en stråle. Den treffer skjermen på enheten og avviker i to vinkelrette retninger:
- vertikal - viser spenningen som studeres;
- horisontal - viser medgått tid.
To par katodestrålerørplater er ansvarlige for å avlede strålen. De som er plassert vertikalt er alltid strømførende. Dette bidrar til å fordele polaritetsverdiene. Positiv tiltrekning avviker til høyre, negativ tiltrekning avviker til venstre. Dermed beveger linjen på instrumentskjermen seg fra venstre til høyre med konstant hastighet.
En elektrisk strøm virker også på de horisontale platene, som avleder strålespenningsindikatoren. Positiv ladning er oppe, negativ ladning er nede. Så på skjermen til enheten vises en lineær todimensjonal graf, som kalles et oscillogram.
Avstanden som strålen beveger seg fra venstre til høyre kant av skjermen kalles sveip. Den horisontale linjen er ansvarlig for måletiden.I tillegg til standard 2D linjegraf, er det også sirkulære og spiralformede sveip. Å bruke dem er imidlertid ikke like praktisk som klassiske oscillogrammer.
Klassifisering og typer
Det er to hovedtyper av oscilloskop:
- analog - enheter for måling av gjennomsnittlige signaler;
- digital - enheter konverterer den mottatte måleverdien til et "digitalt" format for videre overføring av informasjon.
I henhold til handlingsprinsippet er det følgende klassifisering:
- Universelle modeller.
- Spesial utstyr.
mest populær er universelle enheter. Disse oscilloskopene brukes til å analysere ulike typer signaler:
- harmonisk;
- enkeltimpulser;
- impulspakker.
Universelle enheter er designet for en rekke elektriske enheter. De lar deg måle signaler i området noen få nanosekunder. Målefeilen er 6-8 %.
Universaloscilloskop er delt inn i to hovedtyper:
- monoblokk - har en felles målespesialisering;
- med utskiftbare blokker - tilpasse seg en spesifikk situasjon og type enhet.
Spesielle enheter er utviklet for en viss type elektrisk utstyr. Så det finnes oscilloskoper for radiosignal, fjernsynssendinger eller digital teknologi.
Universelle og spesielle enheter er delt inn i:
- høyhastighets - brukes i høyhastighetsenheter;
- minne - enheter som lagrer og reproduserer tidligere laget indikatorer.
Når du velger en enhet, bør du studere klassifiseringene og typene nøye for å kjøpe en enhet for en spesifikk situasjon.
Enhet og viktigste tekniske parametere
Hver enhet har en rekke av følgende tekniske egenskaper:
- Koeffisienten for mulig feil ved måling av spenning (for de fleste enheter overstiger ikke denne verdien 3%).
- Verdien av enhetens grunnlinje - jo større denne egenskapen er, desto lengre tidsperiode for observasjon.
- Synkroniseringskarakteristikk, som inneholder: frekvensområde, maksimumsnivåer og systemustabilitet.
- Parametre for det vertikale avviket til signalet med inngangskapasitansen til utstyret.
- Trinnresponsverdier som viser stigetid og overskridelse.
I tillegg til de grunnleggende verdiene som er oppført ovenfor, har oscilloskoper ytterligere parametere, i form av en amplitude-frekvenskarakteristikk, som demonstrerer amplitudens avhengighet av signalfrekvensen.
Digitale oscilloskoper har også mye internminne. Denne parameteren er ansvarlig for mengden informasjon som enheten kan registrere.
Hvordan målinger tas
Oscilloskopskjermen er delt inn i små celler kalt divisjoner. Avhengig av enheten vil hver rute være lik en viss verdi. Den mest populære betegnelsen: en divisjon - 5 enheter. På noen enheter er det også en knott for å kontrollere skalaen til grafen, slik at det er mer praktisk og mer nøyaktig for brukere å foreta målinger.
Før du starter noen form for måling, må du koble oscilloskopet til den elektriske kretsen. Sonden er koblet til en av de ledige kanalene (hvis enheten har mer enn 1 kanal) eller til pulsgeneratoren, hvis tilgjengelig i enheten. Etter tilkobling vil ulike signalbilder vises på enhetens display.
Hvis signalet mottatt av enheten er intermitterende, ligger problemet i tilkoblingen av sonden. Noen av dem er utstyrt med miniatyrskruer som må strammes. Også i digitale oscilloskop løser den automatiske posisjoneringsfiksjonen problemet med et intermitterende signal.
Nåværende måling
Når du måler strøm med et digitalt oscilloskop, bør du finne ut hvilket type strøm må observeres. Oscilloskop har to driftsmoduser:
- Likestrøm ("DC") for likestrøm;
- Vekselstrøm ("AC") for variabel.
Likestrøm måles med "Direct Current"-modus aktivert. Sondene til enheten skal kobles til strømforsyningen i direkte samsvar med polene. Den svarte krokodillen blir med på minus, den røde krokodillen blir med på pluss.
En rett linje vil vises på skjermen til enheten. Verdien av den vertikale aksen vil tilsvare konstantspenningsparameteren. Strømstyrken kan beregnes i henhold til Ohms lov (spenning delt på motstand).
Vekselstrøm er en sinusformet, på grunn av at spenningen også er variabel. Derfor kan verdien måles bare i en viss tidsperiode. Parameteren beregnes også ved hjelp av Ohms lov.
Spenningsmåling
For å måle spenningen til et signal trenger du den vertikale koordinataksen til en lineær todimensjonal graf. På grunn av dette vil all oppmerksomhet rettes mot høyden på bølgeformen. Derfor, før du starter observasjonen, bør du justere skjermen mer praktisk for måling.
Deretter overfører vi enheten til DC-modus. Vi fester probene til kretsen og observerer resultatet. En rett linje vil vises på skjermen til enheten, hvis verdi vil tilsvare spenningen til det elektriske signalet.
Frekvensmåling
Før du forstår hvordan du måler frekvensen til et elektrisk signal, bør du vite hva en periode er, siden disse to konseptene henger sammen. Én periode er den minste tidsperioden hvoretter amplituden begynner å gjenta seg.
Det er lettere å se perioden på oscilloskopet ved å bruke den horisontale tidsaksen. Det er bare nødvendig å legge merke til etter hvilken tidsperiode linjediagrammet begynner å gjenta mønsteret. Det er bedre å betrakte begynnelsen av perioden som kontaktpunktene med den horisontale aksen, og slutten av repetisjonen av samme koordinat.
For mer praktisk å måle perioden til signalet, reduseres sveipehastigheten. I dette tilfellet er målefeilen ikke så høy.
Frekvens er en verdi omvendt proporsjonal med den analyserte perioden. Det vil si at for å måle verdien, må du dele ett sekund av tiden med antall perioder som oppstår i løpet av denne perioden. Den resulterende frekvensen måles i Hertz, standarden for Russland er 50 Hz.
Faseforskyvningsmåling
Faseskift vurderes - den relative posisjonen til to oscillerende prosesser i tid. Parameteren måles i brøkdeler av signalperioden, slik at, uavhengig av periodens art og frekvens, har de samme faseforskyvningene en felles verdi.
Det første du må gjøre før målingen er å finne ut hvilket av signalene som ligger etter det andre og deretter bestemme fortegnsverdien til parameteren. Hvis strømmen er ledende, er vinkelforskyvningsparameteren negativ. I tilfelle når spenningen er foran, er tegnet på verdien positivt.
For å beregne graden av faseskift bør du:
- Multipliser 360 grader med antall rutenettceller mellom begynnelsen av periodene.
- Del resultatet på antall divisjoner som er okkupert av en signalperiode.
- Velg et negativt eller positivt tegn.
Det er upraktisk å måle faseforskyvningen i et analogt oscilloskop, fordi grafene som vises på skjermene har samme farge og skala. For observasjoner av denne typen brukes enten en digital enhet eller to-kanals enheter for å plassere ulike amplituder på en egen kanal.
Lignende artikler:
