為什麼使用示波器以及如何使用它來測量電流、電壓、頻率和相移

示波器是一種顯示電路的電流、電壓、頻率和相移的設備。該設備顯示電信號的時間和強度的比率。所有值都使用簡單的二維圖來描述。

示波器是乾什麼用的

電子技術人員和無線電愛好者使用示波器來測量

• 電信號的幅度 - 電壓與時間的比值；
• 分析相移；
• 查看電信號的失真；
• 根據結果計算電流的頻率。

儘管示波器顯示了分析信號的特性，但它更經常用於識別電路中發生的過程。借助波形圖，專家可以收到以下信息：

• 週期信號的形狀；
• 正負極性值；
• 信號隨時間變化的範圍；
• 正負半週期的持續時間。

大部分數據可以用電壓表獲得。但是，您必須以幾秒鐘的頻率進行測量。在這種情況下，計算中的錯誤百分比很高。使用示波器可以節省大量獲取必要數據的時間。

示波器的操作

示波器使用電子束管進行測量。這是一種將分析電流聚焦成光束的燈。它撞擊儀器的屏幕，向兩個垂直方向偏轉：

• 垂直 - 顯示正在分析的電壓；
• 水平 - 顯示經過的時間。

兩對電子束管板負責電子束偏轉。那些垂直的總是充滿活力。這有助於分配不同的極值。正吸引力向右偏轉，負吸引力向左偏轉。因此，儀器屏幕上的線條以恆定速度從左向右移動。

水平板上也有電流作用，使演示束電壓指示器偏轉。正電荷向上，負電荷向下。因此，稱為示波圖的線性二維圖形出現在設備的顯示屏上。

光束從屏幕左邊緣到右邊緣的距離稱為掃描。水平線負責測量時間。除了標準的線性二維圖，還有圓形和螺旋掃描。但是，它們不像經典的示波器那樣使用方便。

分類和類型

示波器主要有兩種類型：

• 模擬 - 測量平均信號的設備；
• 數字 - 設備將測量值轉換為“數字”格式，以便進一步傳輸信息。

根據工作原理有以下分類：

1. 通用型號。
2. 特殊裝備。

最受歡迎 是通用設備.這些示波器用於分析不同類型的信號：

• 諧波;
• 單一沖動；
• 脈衝包。

通用儀器專為各種電氣設備而設計。它們允許您測量幾納秒範圍內的信號。測量誤差為6-8%。

通用示波器主要分為兩種：

• monoblock - 具有一般的測量專業化；
• 帶有可互換單元 - 適用於特定情況和設備類型。

特殊設備是為特定類型的電氣設備設計的。因此有用於無線電信號、電視廣播或數字技術的示波器。

通用設備和專用設備分為：

• 高速——用於快速動作的裝置；
• 存儲 - 存儲和復制先前讀數的設備。

在選擇設備時，您應該仔細研究分類和類型，以便為特定情況購買設備。

裝置及基本技術參數

每個設備都具有以下多項技術特性：

1. 測量電壓時可能出現的誤差係數（大多數設備的這個值不超過 3%）。
2. 設備掃描線的值——這個特性越大，觀察的時間間隔就越長。
3. 同步特性包含：頻率範圍、最大電平和系統不穩定性。
4. 信號與設備輸入能力的垂直偏差參數。
5. 瞬態響應的值，顯示上升時間和過衝。

除了上述基本值外，示波器還具有幅頻響應形式的附加參數，它顯示了幅度對信號頻率的依賴性。

數字示波器也有一個內部存儲器值。該參數負責單位可以記錄的信息量。

如何進行測量

示波器屏幕被分成小方塊，稱為分區。根據儀器的不同，每個方塊將等於某個值。最受歡迎的名稱：一個師 - 5個單位。還有一些儀器上還有一個旋鈕來控製圖形的比例，這樣用戶可以更方便、更準確地進行測量。

在開始任何類型的測量之前，必須將示波器連接到電路。探頭連接到任何空閒通道（如果設備中有超過 1 個通道) 或脈衝發生器，如果設備中有一個。連接後，設備顯示屏上會出現不同的信號圖像。

如果設備接收到的信號很突然，則問題出在探頭的連接上。其中一些配備了需要擰緊的微型螺釘。同樣在數字示波器中，自動定位夾具解決了雜散信號的問題。

電流測量

用數字示波器測量電流時，你應該知道什麼 電流類型 您需要觀察的電流類型。示波器有兩種操作模式：

• 直流電（“DC”）；
• 交流電（“AC”）用於交流電。

在“直流”模式開啟時測量直流電流。儀器的探頭應與電源直接對應的極點連接。黑色鱷魚連接到負號，紅色鱷魚連接到正號。

設備屏幕上將出現一條直線。縱軸的值將對應於直流電壓參數。電流可以根據歐姆定律（電壓除以電阻）計算。

交流電是正弦波，因為電壓也是交流的。因此，它的價值只能在一定時期內進行衡量。該參數也使用歐姆定律計算。

電壓測量

要測量信號電壓，您需要線性二維圖的垂直坐標軸。因此，所有註意力都將放在波形圖的高度上。因此，在開始觀察之前，您應該更方便地調整屏幕以進行測量。

然後將設備切換到直流模式。將探頭連接到電路並觀察結果。設備顯示屏上將出現一條直線，其值將對應於電信號的電壓。

頻率測量

在了解如何測量電信號的頻率之前，您應該知道什麼是周期，因為這兩個概念是相互關聯的。一個週期是振幅開始重複的最小時間間隔。

使用水平時間坐標軸更容易在示波器上查看周期。您只需要注意折線圖在多長時間後開始重複其模式。週期的開始最好考慮與橫軸的接觸點，以及相同坐標的重複結束。

為了更方便地測量信號的周期，降低了掃描速度。在這種情況下，測量誤差不會那麼高。

頻率是與分析週期成反比的值。也就是說，要測量該值，您需要一秒的時間除以此時間間隔內發生的周期數。產生的頻率以赫茲為單位，俄羅斯的標準是 50 Hz。

測量相移

相移被認為是兩個振盪過程在時間上的相互排列。該參數以信號周期的分數進行測量，因此無論周期和頻率的性質如何，相同的相移都有一個共同的值。

測量前要做的第一件事：找出哪個信號落後於另一個，然後確定參數符號的值。如果電流超前，則角度偏移參數為負。在電壓超前的情況下，該值的符號為正。

計算相移程度如下：

1. 將周期開始之間的網格單元數乘以 360 度。
2. 將結果除以信號一個週期所佔用的分割數。
3. 選擇負號或正號。

在模擬示波器中測量相移很不方便，因為屏幕上顯示的圖具有相同的顏色和比例。對於這種觀察，使用數字設備或雙通道儀器將不同的幅度放置在單獨的通道上。

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