Osiloskop adalah perangkat yang menampilkan arus, tegangan, frekuensi dan pergeseran fasa dari rangkaian listrik. Perangkat menampilkan rasio waktu dan intensitas sinyal listrik. Semua nilai digambarkan menggunakan grafik dua dimensi sederhana.
Isi
Untuk apa osiloskop
Osiloskop digunakan oleh teknisi elektronik dan amatir radio untuk mengukur
- amplitudo sinyal listrik - rasio tegangan terhadap waktu;
- menganalisis pergeseran fasa;
- untuk melihat distorsi sinyal listrik;
- Hitung frekuensi arus dari hasil.
Terlepas dari kenyataan bahwa osiloskop menunjukkan karakteristik sinyal yang dianalisis, lebih sering digunakan untuk mengidentifikasi proses yang terjadi di sirkuit listrik. Berkat osilogram, spesialis menerima informasi berikut:
- bentuk sinyal periodik;
- nilai polaritas positif dan negatif;
- kisaran variasi sinyal dalam waktu;
- durasi setengah periode positif dan negatif.
Sebagian besar data ini dapat diperoleh dengan voltmeter.Namun, maka Anda harus melakukan pengukuran dengan frekuensi beberapa detik. Dalam hal ini persentase kesalahan dalam perhitungan tinggi. Bekerja dengan osiloskop menghemat banyak waktu dalam memperoleh data yang diperlukan.
Pengoperasian osiloskop
Osiloskop melakukan pengukuran dengan tabung berkas elektron. Ini adalah lampu yang memfokuskan arus yang dianalisis menjadi balok. Ini menyentuh layar instrumen, membelokkan dalam dua arah tegak lurus:
- vertikal - menunjukkan tegangan yang sedang dianalisis;
- Horizontal - menunjukkan waktu yang telah berlalu.
Dua pasang pelat tabung berkas elektron bertanggung jawab atas defleksi berkas. Mereka yang vertikal selalu diberi energi. Ini membantu untuk mendistribusikan nilai kutub yang berbeda. Tarik-menarik positif membelok ke kanan, tarik-menarik negatif membelok ke kiri. Jadi, garis pada layar alat bergerak dari kiri ke kanan dengan kecepatan tetap.
Ada juga arus listrik yang bekerja pada pelat horizontal, yang membelokkan indikator tegangan sinar yang menunjukkan. Muatan positif naik, muatan negatif turun. Jadi grafik dua dimensi linier, yang disebut osilogram, muncul di layar perangkat.
Jarak yang ditempuh sinar dari kiri ke tepi kanan layar disebut sapuan. Garis horizontal bertanggung jawab atas waktu pengukuran. Selain grafik linier dua dimensi standar, ada juga sapuan melingkar dan spiral. Namun, mereka tidak nyaman digunakan sebagai osilogram klasik.
Klasifikasi dan jenis
Ada dua jenis utama osiloskop:
- Analog - peralatan untuk mengukur sinyal rata-rata;
- digital - perangkat mengubah nilai terukur menjadi format "digital" untuk transmisi informasi lebih lanjut.
Menurut prinsip operasi ada klasifikasi berikut:
- Model universal.
- Peralatan khusus.
Yang paling populer adalah perangkat universal. Osiloskop ini digunakan untuk menganalisis berbagai jenis sinyal:
- harmonis;
- impuls tunggal;
- Paket pulsa.
Instrumen universal dirancang untuk berbagai perangkat listrik. Mereka memungkinkan Anda untuk mengukur sinyal dalam kisaran beberapa nanodetik. Kesalahan pengukuran adalah 6-8%.
Osiloskop universal dibagi menjadi dua jenis utama:
- monoblock - memiliki spesialisasi umum pengukuran;
- dengan unit yang dapat dipertukarkan - disesuaikan dengan situasi dan jenis perangkat tertentu.
Perangkat khusus dirancang untuk jenis peralatan listrik tertentu. Jadi ada osiloskop untuk sinyal radio, siaran televisi atau teknologi digital.
Perangkat universal dan khusus dibagi menjadi:
- kecepatan tinggi - digunakan pada perangkat yang bekerja cepat;
- penyimpanan - perangkat yang menyimpan dan mereproduksi bacaan yang dibuat sebelumnya.
Saat memilih perangkat, Anda harus mempelajari klasifikasi dan jenis perangkat dengan cermat agar dapat membeli perangkat untuk situasi tertentu.
Perangkat dan parameter teknis dasar
Setiap perangkat memiliki sejumlah karakteristik teknis berikut:
- Koefisien kemungkinan kesalahan saat mengukur tegangan (sebagian besar perangkat memiliki nilai ini tidak melebihi 3%).
- Nilai garis sapuan perangkat - semakin besar karakteristik ini, semakin lama interval waktu pengamatan.
- Karakteristik sinkronisasi mengandung: rentang frekuensi, level maksimum dan ketidakstabilan sistem.
- Parameter deviasi vertikal sinyal dengan kapasitas input peralatan.
- Nilai respon transien, menunjukkan waktu naik dan overshoot.
Selain nilai dasar di atas, osiloskop memiliki parameter tambahan berupa respons frekuensi amplitudo, yang menunjukkan ketergantungan amplitudo pada frekuensi sinyal.
Osiloskop digital juga memiliki nilai memori internal. Parameter ini bertanggung jawab atas jumlah informasi yang dapat direkam oleh unit.
Bagaimana pengukuran dilakukan?
Layar osiloskop dibagi menjadi kotak-kotak kecil, yang disebut divisi. Tergantung pada instrumennya, setiap kotak akan sama dengan nilai tertentu. Sebutan paling populer: satu divisi - 5 unit. Juga pada beberapa instrumen, terdapat tombol untuk mengontrol skala grafik, sehingga pengguna dapat melakukan pengukuran dengan lebih nyaman dan akurat.
Sebelum memulai pengukuran apa pun, osiloskop harus terhubung ke sirkuit listrik. Probe terhubung ke salah satu saluran gratis (jika ada lebih dari 1 saluran di perangkat) atau ke generator pulsa, jika ada di perangkat. Setelah koneksi, gambar sinyal yang berbeda akan muncul di layar perangkat.
Jika sinyal yang diterima oleh perangkat tiba-tiba, masalahnya ada pada koneksi probe. Beberapa di antaranya dilengkapi dengan sekrup mini yang perlu dikencangkan. Juga dalam osiloskop digital, perlengkapan pemosisian otomatis memecahkan masalah sinyal nyasar.
Pengukuran saat ini
Saat mengukur arus dengan osiloskop digital, Anda harus mengetahui apa: jenis arus jenis arus yang perlu Anda amati. Osiloskop memiliki dua mode operasi:
- Arus Langsung ("DC") untuk arus searah;
- Alternating Current ("AC") untuk arus bolak-balik.
Arus DC diukur saat mode "Arus Langsung" aktif. Probe peralatan harus dihubungkan ke catu daya dalam korespondensi langsung dengan kutub. Buaya hitam terhubung ke minus, yang merah ke plus.
Garis lurus akan muncul di layar perangkat. Nilai sumbu vertikal akan sesuai dengan parameter tegangan DC. Arus dapat dihitung menurut hukum Ohm (tegangan dibagi resistansi).
Arus bolak-balik adalah gelombang sinus, karena tegangannya juga bolak-balik. Oleh karena itu nilainya hanya dapat diukur dalam jangka waktu tertentu.Parameter juga dihitung menggunakan hukum Ohm.
Pengukuran tegangan
Untuk mengukur tegangan sinyal, Anda memerlukan sumbu koordinat vertikal dari grafik dua dimensi linier. Karena itu semua perhatian akan diberikan pada ketinggian osilogram. Oleh karena itu Anda harus menyesuaikan layar lebih nyaman untuk pengukuran sebelum memulai pengamatan.
Kemudian alihkan perangkat ke mode DC. Hubungkan probe ke sirkuit dan amati hasilnya. Garis lurus akan muncul pada tampilan perangkat, yang nilainya akan sesuai dengan tegangan sinyal listrik.
Pengukuran Frekuensi
Sebelum Anda memahami cara mengukur frekuensi sinyal listrik, Anda harus mengetahui apa itu periode, karena kedua konsep tersebut saling terkait. Satu periode adalah interval waktu terkecil di mana amplitudo mulai berulang.
Melihat periode pada osiloskop lebih mudah dengan sumbu koordinat waktu horizontal. Anda hanya perlu memperhatikan setelah selang waktu berapa grafik garis mulai mengulangi polanya. Awal periode lebih baik untuk mempertimbangkan titik kontak dengan sumbu horizontal, dan akhir pengulangan koordinat yang sama.
Untuk lebih mudah mengukur periode sinyal, kecepatan sapuan dikurangi. Dalam hal ini, kesalahan pengukuran tidak terlalu tinggi.
Frekuensi adalah nilai yang berbanding terbalik dengan periode yang dianalisis. Artinya, untuk mengukur nilainya, Anda memerlukan waktu satu detik dibagi dengan jumlah periode yang terjadi selama interval ini. Frekuensi yang dihasilkan diukur dalam Hertz, standar untuk Rusia adalah 50 Hz.
Mengukur pergeseran fasa
Pergeseran fase dianggap sebagai pengaturan timbal balik dari dua proses berosilasi dalam waktu. Parameter diukur dalam pecahan periode sinyal, sehingga terlepas dari sifat periode dan frekuensi, pergeseran fasa yang sama memiliki nilai yang sama.
Hal pertama yang harus dilakukan sebelum mengukur: mencari tahu sinyal mana yang tertinggal dari yang lain dan kemudian menentukan nilai tanda parameter. Jika arus maju, parameter pergeseran sudut negatif. Dalam kasus di mana tegangan di depan, tanda nilainya positif.
Untuk menghitung derajat pergeseran fasa berikut ini:
- Kalikan 360 derajat dengan jumlah sel kisi di antara awal periode.
- Bagilah hasilnya dengan jumlah divisi yang ditempati oleh satu periode sinyal.
- Pilih tanda negatif atau positif.
Mengukur pergeseran fasa dalam osiloskop analog tidak nyaman karena plot yang ditampilkan pada layar memiliki warna dan skala yang sama. Untuk jenis pengamatan ini, baik perangkat digital atau instrumen saluran ganda digunakan untuk menempatkan amplitudo yang berbeda pada saluran yang terpisah.
Artikel terkait:
