Ostsilloskoop on seade, mis kuvab elektriahela voolu, pinget, sagedust ja faasinihet. Seade kuvab elektrisignaali aja ja intensiivsuse suhet. Kõik väärtused on kujutatud lihtsa kahemõõtmelise graafiku abil.
Sisu
Milleks ostsilloskoop
Elektroonikatehnikud ja raadioamatöörid kasutavad mõõtmiseks ostsilloskoopi
- elektrisignaali amplituud - pinge ja aja suhe;
- analüüsida faasinihet;
- näha elektrisignaali moonutusi;
- Arvutage tulemuste põhjal voolu sagedus.
Hoolimata asjaolust, et ostsilloskoop näitab analüüsitud signaali omadusi, kasutatakse seda sagedamini elektriahelas toimuvate protsesside tuvastamiseks. Tänu ostsillogrammile saavad spetsialistid järgmise teabe:
- perioodilise signaali kuju;
- positiivse ja negatiivse polaarsuse väärtus;
- signaali varieerumise ulatus ajas;
- positiivse ja negatiivse poolperioodi kestus.
Suurema osa neist andmetest saab voltmeetriga.Kuid siis peaksite tegema mõõtmisi mõne sekundi sagedusega. Sel juhul on arvutuste veaprotsent kõrge. Ostsilloskoobiga töötamine säästab palju aega vajalike andmete hankimisel.
Ostsilloskoobi töö
Ostsilloskoop teeb mõõtmisi elektronkiiretoruga. See on lamp, mis fokuseerib analüüsitud voolu kiireks. See tabab instrumendi ekraani, painutades kahes risti asetsevas suunas:
- vertikaalne - näitab analüüsitavat pinget;
- Horisontaalne – näitab kulunud aega.
Kiire läbipainde eest vastutavad kaks paari elektronkiire toruplaate. Need, mis on vertikaalsed, on alati pinge all. See aitab jaotada erinevaid pooluste väärtusi. Positiivne külgetõmme kaldub paremale, negatiivne vasakule. Seega liigub joon instrumendi ekraanil konstantse kiirusega vasakult paremale.
Horisontaalsetele plaatidele mõjub ka elektrivool, mis suunab demonstreeriva valgusvihu pinge indikaatori kõrvale. Positiivne laeng on üles, negatiivne laeng alla. Seega ilmub seadme ekraanile lineaarne kahemõõtmeline graafik, mida nimetatakse ostsillogrammiks.
Kaugust, mille kiir läbib ekraani vasakust servast paremasse serva, nimetatakse pühkimiseks. Mõõtmisaja eest vastutab horisontaaljoon. Lisaks standardsele lineaarsele kahemõõtmelisele graafikule on olemas ka ring- ja spiraalpühkimine. Siiski pole neid nii mugav kasutada kui klassikalisi ostsillogramme.
Klassifikatsioon ja liigid
Ostsilloskoope on kahte peamist tüüpi:
- Analoog - seadmed keskmiste signaalide mõõtmiseks;
- digitaalne - seadmed teisendavad mõõdetud väärtuse "digitaalsesse" vormingusse teabe edasiseks edastamiseks.
Vastavalt tööpõhimõttele on olemas järgmine klassifikatsioon:
- Universaalsed mudelid.
- Spetsiaalne varustus.
Kõige populaarsem on universaalsed seadmed. Neid ostsilloskoope kasutatakse erinevat tüüpi signaalide analüüsimiseks:
- harmooniline;
- üksikud impulsid;
- Pulsipakid.
Universaalsed instrumendid on mõeldud mitmesuguste elektriseadmete jaoks. Need võimaldavad mõõta signaale mõne nanosekundi vahemikus. Mõõtmisviga on 6-8%.
Universaalsed ostsilloskoobid jagunevad kahte põhitüüpi:
- monoblokk - omama üldist mõõtmiste spetsialiseerumist;
- vahetatavate üksustega - kohandatud konkreetsele olukorrale ja seadme tüübile.
Spetsiaalsed seadmed on ette nähtud teatud tüüpi elektriseadmete jaoks. Seega on ostsilloskoobid raadiosignaali, telesaadete või digitaaltehnoloogia jaoks.
Universaalsed ja eriseadmed jagunevad:
- kiire - kasutatakse kiiretoimelistes seadmetes;
- ladustamine - seadmed, mis salvestavad ja taasesitavad varem tehtud näitu.
Seadme valimisel peaksite hoolikalt uurima klassifikatsioone ja tüüpe, et osta seade konkreetse olukorra jaoks.
Seade ja põhilised tehnilised parameetrid
Igal seadmel on mitmeid järgmisi tehnilisi omadusi:
- Võimaliku vea koefitsient pinge mõõtmisel (enamikul seadmetel ei ületa see väärtus 3%).
- Seadme pühkimisjoone väärtus - mida suurem on see omadus, seda pikem on vaatluse ajavahemik.
- Sünkroniseerimiskarakteristikud, mis sisaldavad: sagedusvahemikku, maksimumtasemeid ja süsteemi ebastabiilsust.
- Signaali vertikaalhälbe parameetrid seadme sisendvõimsusega.
- Mööduva reaktsiooni väärtused, mis näitavad tõusuaega ja ületamist.
Lisaks ülaltoodud põhiväärtustele on ostsilloskoobidel täiendavad parameetrid amplituud-sagedusreaktsiooni näol, mis näitab amplituudi sõltuvust signaali sagedusest.
Digitaalsetel ostsilloskoopidel on ka sisemälu väärtus. See parameeter vastutab teabe hulga eest, mida seade suudab salvestada.
Kuidas mõõtmised tehakse
Ostsilloskoobi ekraan on jagatud väikesteks ruutudeks, mida nimetatakse jaotusteks. Olenevalt instrumendist võrdub iga ruut teatud väärtusega. Kõige populaarsem nimetus: üks jaotus - 5 ühikut. Samuti on mõnel instrumendil graafiku skaalat reguleeriv nupp, et kasutajad saaksid mugavamalt ja täpsemalt mõõta.
Enne mis tahes mõõtmise alustamist tuleb ostsilloskoop ühendada elektriahelaga. Sond on ühendatud mis tahes vaba kanaliga (kui seadmes on rohkem kui 1 kanal) või impulsigeneraatorisse, kui see seadmes on. Pärast ühendamist ilmuvad seadme ekraanile erinevad signaalipildid.
Kui seadme poolt vastuvõetud signaal on järsk, on probleem sondi ühenduses. Mõned neist on varustatud miniatuursete kruvidega, mida tuleb pingutada. Ka digitaalsetes ostsilloskoopides lahendab automaatne positsioneerimisseade hajuva signaali probleemi.
Voolu mõõtmine
Digitaalse ostsilloskoobiga voolu mõõtmisel peaksite teadma, mida voolu tüüp voolu tüüp, mida peate jälgima. Ostsilloskoopidel on kaks töörežiimi:
- alalisvool ("DC") alalisvoolu jaoks;
- Vahelduvvool ("AC") vahelduvvoolu jaoks.
Alalisvoolu mõõdetakse, kui režiim "Alalisvool" on sisse lülitatud. Seadme sondid tuleks ühendada toiteallikaga otseses vastavuses poolustega. Must krokodill on ühendatud miinusega, punane plussiga.
Seadme ekraanile ilmub sirgjoon. Vertikaalse telje väärtus vastab alalispinge parameetrile. Voolu saab arvutada Ohmi seaduse järgi (pinge jagatud takistusega).
Vahelduvvool on siinuslaine, sest ka pinge on vahelduv. Seetõttu saab selle väärtust mõõta ainult teatud aja jooksul.Parameeter arvutatakse ka Ohmi seaduse alusel.
Pinge mõõtmine
Signaali pinge mõõtmiseks vajate lineaarse kahemõõtmelise graafiku vertikaalset koordinaattelge. Seetõttu pööratakse kogu tähelepanu ostsillogrammi kõrgusele. Seetõttu tuleks enne vaatluse alustamist ekraan mõõtmiseks mugavamaks seadistada.
Seejärel lülitage seade alalisvoolurežiimile. Ühendage sondid vooluringiga ja jälgige tulemust. Seadme ekraanile ilmub sirgjoon, mille väärtus vastab elektrisignaali pingele.
Sageduse mõõtmine
Enne kui mõistate, kuidas elektrisignaali sagedust mõõta, peaksite teadma, mis on periood, kuna need kaks mõistet on omavahel seotud. Üks periood on väikseim ajavahemik, mille jooksul amplituud hakkab korduma.
Perioodi nägemine ostsilloskoobiga on horisontaalse ajakoordinaatide teljega lihtsam. Peate lihtsalt märkama, millise aja möödudes hakkab joongraafik oma mustrit kordama. Perioodi alguses on parem arvestada horisontaalteljega kokkupuutepunkti ja sama koordinaadi kordamise lõppu.
Signaali perioodi mugavamaks mõõtmiseks vähendatakse pühkimiskiirust. Sel juhul pole mõõtmisviga nii suur.
Sagedus on väärtus, mis on pöördvõrdeline analüüsitava perioodiga. See tähendab, et väärtuse mõõtmiseks vajate ühte sekundit jagatuna selle intervalli jooksul esinevate perioodide arvuga. Saadud sagedust mõõdetakse hertsides, Venemaa standard on 50 Hz.
Faasinihke mõõtmine
Faasinihet loetakse kahe võnkeprotsessi vastastikuseks paigutuseks ajas. Parameetrit mõõdetakse signaali perioodi murdosades, nii et olenemata perioodi ja sageduse iseloomust on samadel faasinihketel ühine väärtus.
Esimene asi, mida teha enne mõõtmist: uuri, milline signaal teisest maha jääb ja seejärel määra parameetri märgi väärtus. Kui vool on ees, on nurga nihke parameeter negatiivne. Juhul, kui pinge on ees, on väärtuse märk positiivne.
Faasinihke astme arvutamiseks toimige järgmiselt.
- Korrutage 360 kraadi ruudustiku lahtrite arvuga perioodide alguse vahel.
- Jagage tulemus signaali ühe perioodi poolt hõivatud jaotuste arvuga.
- Valige negatiivne või positiivne märk.
Faasinihke mõõtmine analoogostsilloskoobis on ebamugav, kuna ekraanidel kuvatavad graafikud on sama värvi ja skaalaga. Selliseks vaatluseks kasutatakse kas digitaalset seadet või kahe kanaliga instrumente, et paigutada erinevad amplituudid eraldi kanalile.
Seotud artiklid:
