오실로스코프는 전류, 전압, 주파수 및 전기 회로의 위상 편이를 표시하는 장치입니다. 이 장치는 전기 신호의 시간과 강도의 비율을 표시합니다. 모든 값은 간단한 2차원 그래프를 사용하여 표시됩니다.
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오실로스코프의 용도
오실로스코프는 전자 기술자와 무선 아마추어가 측정하는 데 사용합니다.
- 전기 신호의 진폭 - 전압 대 시간 비율;
- 위상 변이를 분석합니다.
- 전기 신호의 왜곡을 보기 위해;
- 결과에서 전류의 주파수를 계산합니다.
오실로스코프는 분석된 신호의 특성을 보여주지만 전기 회로에서 발생하는 프로세스를 식별하는 데 더 자주 사용됩니다. 오실로그램 덕분에 전문가는 다음 정보를 받습니다.
- 주기 신호의 모양;
- 양극 및 음극의 값;
- 시간에 따른 신호 변화의 범위;
- 양수 및 음수 반기의 기간.
이 데이터의 대부분은 전압계로 얻을 수 있습니다.그러나 몇 초의 빈도로 측정해야 합니다. 이 경우 계산의 오류 비율이 높습니다. 오실로스코프를 사용하면 필요한 데이터를 얻는 데 많은 시간을 절약할 수 있습니다.
오실로스코프의 작동
오실로스코프는 전자빔 튜브로 측정합니다. 분석된 전류를 빔에 집중시키는 램프입니다. 두 개의 수직 방향으로 편향되어 기기의 화면에 부딪힙니다.
- 수직 - 분석 중인 전압을 보여줍니다.
- 수평 - 경과 시간을 표시합니다.
두 쌍의 전자빔 튜브 플레이트가 빔 편향을 담당합니다. 수직인 것은 항상 활력이 넘칩니다. 이것은 서로 다른 극값을 분포시키는 데 도움이 됩니다. 긍정적인 인력은 오른쪽으로 편향되고, 부정적인 인력은 왼쪽으로 편향됩니다. 따라서 기기 화면의 선은 일정한 속도로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동합니다.
또한 수평판에 전류가 작용하여 빔 전압 표시기를 편향시킵니다. 양전하가 올라가고 음전하가 내려갑니다. 따라서 오실로그램이라고 하는 선형 2차원 그래프가 장치의 디스플레이에 나타납니다.
빔이 화면의 왼쪽에서 오른쪽 가장자리까지 이동하는 거리를 스위프라고 합니다. 수평선은 측정 시간을 나타냅니다. 표준 선형 2차원 그래프 외에 원형 및 나선형 스윕도 있습니다. 그러나 클래식 오실로그램만큼 사용하기 편리하지 않습니다.
분류 및 유형
오실로스코프에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.
- 아날로그 - 평균 신호 측정 장치;
- 디지털 - 장치는 추가 정보 전송을 위해 측정된 값을 "디지털" 형식으로 변환합니다.
작동 원리에 따라 다음과 같은 분류가 있습니다.
- 유니버설 모델.
- 특수 장비.
가장 인기있는 범용 장치입니다. 다음 오실로스코프는 다양한 유형의 신호를 분석하는 데 사용됩니다.
- 고조파;
- 단일 충동;
- 펄스 팩.
범용 기기는 다양한 전기 장치용으로 설계되었습니다. 몇 나노초 범위의 신호를 측정할 수 있습니다. 측정 오류는 6-8%입니다.
범용 오실로스코프는 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다.
- 모노 블록 - 측정의 일반적인 전문화를 가지고 있습니다.
- 교환 가능한 장치 포함 - 특정 상황 및 장치 유형에 맞게 조정됩니다.
특수 장치는 특정 유형의 전기 장비용으로 설계되었습니다. 그래서 라디오 신호, 텔레비전 방송 또는 디지털 기술을 위한 오실로스코프가 있습니다.
범용 및 특수 장치는 다음과 같이 나뉩니다.
- 고속 - 빠르게 작동하는 장치에 사용됩니다.
- 저장 - 이전에 읽은 판독값을 저장하고 재생하는 장치.
기기를 선택할 때 특정 상황에 맞는 기기를 구매하기 위해서는 분류와 종류를 잘 살펴봐야 합니다.
장치 및 기본 기술 매개변수
각 장치에는 다음과 같은 여러 가지 기술적 특성이 있습니다.
- 전압 측정 시 가능한 오류 계수(대부분의 장치는 이 값이 3%를 초과하지 않음).
- 장치의 스윕 라인 값 -이 특성이 클수록 관찰 시간 간격이 길어집니다.
- 다음을 포함하는 동기화 특성: 주파수 범위, 최대 레벨 및 시스템 불안정.
- 장비의 입력 용량에 따른 신호의 수직 편차 매개변수.
- 상승 시간과 오버슈트를 보여주는 과도 응답 값.
위의 기본 값 외에도 오실로스코프에는 신호 주파수에 대한 진폭의 의존성을 보여주는 진폭-주파수 응답 형태의 추가 매개변수가 있습니다.
디지털 오실로스코프에는 내부 메모리 값도 있습니다. 이 매개변수는 장치가 기록할 수 있는 정보의 양을 담당합니다.
측정 방법
오실로스코프 화면은 디비전이라고 하는 작은 사각형으로 나뉩니다. 기기에 따라 각 사각형은 특정 값과 같습니다. 가장 인기 있는 명칭: 1개 부문 - 5개 단위. 또한 일부 계측기에는 그래프의 눈금을 제어하는 노브가 있어 사용자가 보다 편리하고 정확하게 측정할 수 있습니다.
모든 종류의 측정을 시작하기 전에 오실로스코프를 전기 회로에 연결해야 합니다. 프로브는 자유 채널(장치에 1개 이상의 채널이 있는 경우) 또는 펄스 발생기(장치에 있는 경우). 연결 후 장치의 디스플레이에 다른 신호 이미지가 나타납니다.
장치가 수신한 신호가 갑자기 나타나면 프로브 연결에 문제가 있는 것입니다. 그들 중 일부는 조여야 하는 소형 나사가 장착되어 있습니다. 또한 디지털 오실로스코프에서 자동 위치 지정 장치는 표류 신호 문제를 해결합니다.
전류 측정
디지털 오실로스코프로 전류를 측정할 때 다음 사항을 알아야 합니다. 전류의 종류 관찰해야 하는 전류 유형. 오실로스코프에는 두 가지 작동 모드가 있습니다.
- 직류의 경우 직류("DC");
- 교류를 위한 교류("AC").
DC 전류는 "직류" 모드가 켜져 있을 때 측정됩니다. 장치의 프로브는 극과 직접적으로 일치하는 전원 공급 장치에 연결되어야 합니다. 검은색 악어는 마이너스에 연결되고 빨간색 악어는 플러스에 연결됩니다.
장치의 화면에 직선이 나타납니다. 수직축의 값은 DC 전압 매개변수에 해당합니다. 전류는 옴의 법칙(전압을 저항으로 나눈 값)에 따라 계산할 수 있습니다.
교류는 전압도 교류이기 때문에 사인파입니다. 따라서 그 가치는 특정 기간에만 측정할 수 있습니다.매개변수도 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다.
전압 측정
신호 전압을 측정하려면 선형 2차원 그래프의 수직 좌표축이 필요합니다. 이 때문에 오실로그램의 높이에 모든 주의를 기울일 것입니다. 따라서 관찰을 시작하기 전에 측정을 위해 화면을 보다 편리하게 조정해야 합니다.
그런 다음 장치를 DC 모드로 전환합니다. 프로브를 회로에 연결하고 결과를 관찰하십시오. 장치 디스플레이에 직선이 나타나며 그 값은 전기 신호의 전압에 해당합니다.
주파수 측정
전기 신호의 주파수를 측정하는 방법을 이해하기 전에 두 개념이 상호 연관되어 있기 때문에 주기가 무엇인지 알아야 합니다. 한 주기는 진폭이 반복되기 시작하는 가장 작은 시간 간격입니다.
수평 시간 좌표 축을 사용하면 오실로스코프에서 주기를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 선 그래프가 패턴을 반복하기 시작하는 시간 간격을 알면 됩니다. 기간의 시작은 수평 축과의 접촉점과 동일한 좌표의 반복 끝을 고려하는 것이 좋습니다.
신호 주기를 보다 편리하게 측정하기 위해 스위프 속도를 줄입니다. 이 경우 측정 오차는 그리 크지 않습니다.
빈도는 분석 기간에 반비례하는 값입니다. 즉, 값을 측정하려면 1초의 시간을 이 간격 동안 발생하는 기간의 수로 나누어야 합니다. 결과 주파수는 헤르츠로 측정되며 러시아 표준은 50Hz입니다.
위상 변이 측정
위상 이동은 시간에 따라 두 진동 프로세스의 상호 배열로 간주됩니다. 이 매개변수는 신호 주기의 분수로 측정되므로 주기 및 주파수의 특성에 관계없이 동일한 위상 편이가 공통 값을 갖습니다.
측정하기 전에 가장 먼저 해야 할 일: 어떤 신호가 다른 신호보다 뒤쳐져 있는지 찾은 다음 매개변수 기호의 값을 결정합니다. 전류가 앞서면 각도 이동 매개변수가 음수입니다. 전압이 앞서 있는 경우 값의 부호는 양수입니다.
위상 변이 정도를 계산하는 방법은 다음과 같습니다.
- 기간의 시작 사이에 그리드 셀 수를 360도 곱합니다.
- 신호의 한 주기가 차지하는 분할 수로 결과를 나눕니다.
- 음수 또는 양수 기호를 선택하십시오.
아날로그 오실로스코프에서 위상 변이를 측정하는 것은 화면에 표시되는 플롯의 색상과 스케일이 동일하기 때문에 불편합니다. 이러한 종류의 관찰을 위해 디지털 장치 또는 이중 채널 장비를 사용하여 별도의 채널에 서로 다른 진폭을 배치합니다.
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