Oskilloskooppi on laite, joka osoittaa sähköpiirin virran voimakkuuden, jännitteen, taajuuden ja vaihesiirron. Laite näyttää sähkösignaalin ajan ja intensiteetin suhteen. Kaikki arvot näytetään yksinkertaisella kaksiulotteisella kaaviolla.
Sisältö
Mihin oskilloskooppi on tarkoitettu?
Elektroniikka- ja radioamatöörit käyttävät oskilloskooppia mittaamaan:
- sähköisen signaalin amplitudi - jännitteen ja ajan suhde;
- analysoida vaihesiirtoa;
- katso sähkösignaalin vääristymä;
- laske tulosten perusteella virran taajuus.
Huolimatta siitä, että oskilloskooppi osoittaa analysoidun signaalin ominaisuudet, sitä käytetään useammin sähköpiirissä tapahtuvien prosessien tunnistamiseen.Oskillogrammin ansiosta asiantuntijat saavat seuraavat tiedot:
- jaksollisen signaalin muoto;
- positiivisen ja negatiivisen polariteetin arvo;
- signaalin muutoksen aika-alue;
- positiivisen ja negatiivisen puolijakson kesto.
Suurin osa näistä tiedoista saadaan volttimittarilla. Sitten sinun on kuitenkin tehtävä mittauksia useiden sekuntien taajuudella. Samaan aikaan laskentavirheiden prosenttiosuus on suuri. Oskilloskoopin kanssa työskentely säästää paljon aikaa tarvittavien tietojen hankkimisessa.
Oskilloskoopin toimintaperiaate
Oskilloskooppi tekee mittauksia katodisädeputkella. Tämä on lamppu, joka fokusoi analysoidun virran säteeksi. Se osuu laitteen näyttöön poikkeamalla kahteen kohtisuoraan suuntaan:
- pystysuora - näyttää tutkittavan jännitteen;
- vaaka - näyttää kuluneen ajan.
Kaksi paria katodisädeputkilevyjä on vastuussa säteen taipumisesta. Ne, jotka sijaitsevat pystysuorassa, ovat aina jännitteisiä. Tämä auttaa jakamaan napaisuusarvot. Positiivinen vetovoima poikkeaa oikealle, negatiivinen vetovoima poikkeaa vasemmalle. Näin ollen mittarinäytön viiva liikkuu tasaisella nopeudella vasemmalta oikealle.
Vaakalevyihin vaikuttaa myös sähkövirta, joka poikkeaa säteen jännitteen ilmaisimen. Positiivinen varaus on ylöspäin, negatiivinen varaus on laskenut. Joten laitteen näytölle ilmestyy lineaarinen kaksiulotteinen kaavio, jota kutsutaan oskilogrammiksi.
Etäisyyttä, jonka säde kulkee ruudun vasemmalta oikealle reunalle, kutsutaan pyyhkäisyksi. Vaakaviiva vastaa mittausajasta.Tavallisen 2D-viivakaavion lisäksi on olemassa myös ympyrä- ja spiraalipyyhkäisyjä. Niiden käyttö ei kuitenkaan ole yhtä kätevää kuin klassisten oskilogrammien.
Luokittelu ja tyypit
Oskilloskooppeja on kahta päätyyppiä:
- analogiset - laitteet keskimääräisten signaalien mittaamiseen;
- digitaalinen - laitteet muuntavat vastaanotetun mittausarvon "digitaaliseen" muotoon tiedon siirtämistä varten.
Toimintaperiaatteen mukaan on olemassa seuraava luokitus:
- Universaalit mallit.
- Erikoisvaruste.
suosituin ovat universaaleja laitteita. Näitä oskilloskooppeja käytetään erityyppisten signaalien analysointiin:
- harmoninen;
- yksittäisiä impulsseja;
- impulssipakkaukset.
Yleislaitteet on suunniteltu erilaisille sähkölaitteille. Niiden avulla voit mitata signaaleja muutaman nanosekunnin alueella. Mittausvirhe on 6-8 %.
Yleisoskilloskoopit on jaettu kahteen päätyyppiin:
- yksiosainen - niillä on yhteinen mittauserikoistuminen;
- vaihdettavilla lohkoilla - sopeudu tiettyyn tilanteeseen ja laitetyyppiin.
Tietyntyyppisille sähkölaitteille kehitetään erikoislaitteita. On siis olemassa oskilloskooppeja radiosignaalille, televisiolähetyksille tai digitaalitekniikalle.
Yleis- ja erikoislaitteet jaetaan:
- nopea - käytetään nopeissa laitteissa;
- muisti - laitteet, jotka tallentavat ja toistavat aiemmin tehtyjä indikaattoreita.
Kun valitset laitetta, sinun on tutkittava huolellisesti luokitukset ja tyypit, jotta voit ostaa laitteen tiettyyn tilanteeseen.
Laite ja tärkeimmät tekniset parametrit
Jokaisella laitteella on useita seuraavia teknisiä ominaisuuksia:
- Mahdollisen virheen kerroin jännitettä mitatessa (useimmissa laitteissa tämä arvo ei ylitä 3%).
- Laitteen perusviivan arvo - mitä suurempi tämä ominaisuus, sitä pidempi on tarkkailujakso.
- Synkronointiominaisuus, joka sisältää: taajuusalueen, maksimitasot ja järjestelmän epävakauden.
- Signaalin pystypoikkeaman parametrit laitteen tulokapasitanssilla.
- Askelvasteen arvot osoittavat nousuajan ja ylityksen.
Edellä lueteltujen perusarvojen lisäksi oskilloskoopeilla on lisäparametreja amplitudi-taajuusominaisuuden muodossa, joka osoittaa amplitudin riippuvuuden signaalin taajuudesta.
Digitaalisissa oskilloskoopeissa on myös paljon sisäistä muistia. Tämä parametri vastaa tiedon määrästä, jonka laite voi tallentaa.
Miten mittaukset tehdään
Oskilloskoopin näyttö on jaettu pieniin soluihin, joita kutsutaan osioksi. Laitteesta riippuen jokainen neliö on yhtä suuri kuin tietty arvo. Suosituin nimitys: yksi divisioona - 5 yksikköä. Joissakin laitteissa on myös nuppi graafin mittakaavan ohjaamiseen, jotta käyttäjien on kätevämpää ja tarkempaa tehdä mittauksia.
Ennen kuin aloitat kaikenlaisen mittauksen, sinun on kytkettävä oskilloskooppi sähköpiiriin. Anturi on kytketty mihin tahansa vapaaseen kanavaan (jos laitteessa on enemmän kuin 1 kanava) tai pulssigeneraattoriin, jos sellainen on laitteessa. Kytkennän jälkeen laitteen näytölle tulee erilaisia signaalikuvia.
Jos laitteen vastaanottama signaali on ajoittaista, ongelma on anturin kytkennässä. Jotkut niistä on varustettu pienikokoisilla ruuveilla, jotka on kiristettävä. Myös digitaalisissa oskilloskoopeissa automaattinen paikannusfiktio ratkaisee katkonaisen signaalin ongelman.
Virran mittaus
Kun mittaat virtaa digitaalisella oskilloskoopilla, sinun tulee selvittää mikä virran tyyppi on noudatettava. Oskilloskoopeilla on kaksi toimintatapaa:
- Tasavirta ("DC") tasavirtaa varten;
- Vaihtovirta ("AC") muuttujalle.
Tasavirta mitataan "Direct Current" -tilan ollessa käytössä. Laitteen anturit tulee kytkeä virtalähteeseen suoraan napojen mukaisesti. Musta krokotiili liittyy miinukseen, punainen krokotiili plussaan.
Laitteen näytölle tulee suora viiva. Pystyakselin arvo vastaa vakiojänniteparametria. Virran voimakkuus voidaan laskea Ohmin lain mukaan (jännite jaettuna resistanssilla).
Vaihtovirta on sinimuotoinen, koska myös jännite on muuttuva. Siksi sen arvo voidaan mitata vain tietyn ajan kuluessa. Parametri lasketaan myös Ohmin lain avulla.
Jännitteen mittaus
Signaalin jännitteen mittaamiseksi tarvitset lineaarisen kaksiulotteisen kuvaajan pystysuoran koordinaattiakselin. Tämän vuoksi kaikki huomio kiinnitetään aaltomuodon korkeuteen. Siksi ennen havainnoinnin aloittamista sinun tulee säätää näyttöä kätevämmin mittausta varten.
Sitten siirrämme laitteen DC-tilaan. Kiinnitämme anturit piiriin ja tarkkailemme tulosta. Laitteen näytölle tulee suora viiva, jonka arvo vastaa sähkösignaalin jännitettä.
Taajuusmittaus
Ennen kuin ymmärrät sähköisen signaalin taajuuden mittaamisen, sinun tulee tietää, mikä jakso on, koska nämä kaksi käsitettä liittyvät toisiinsa. Yksi jakso on pienin ajanjakso, jonka jälkeen amplitudi alkaa toistua.
Oskilloskoopin jakso on helpompi nähdä vaaka-aika-akselilla. On vain huomioitava, minkä ajan kuluttua viivakaavio alkaa toistaa kuviotaan. Jakson alkua on parempi pitää kosketuspisteinä vaaka-akselin kanssa ja saman koordinaatin toiston loppua.
Signaalin jakson mittaamisen helpottamiseksi pyyhkäisynopeutta pienennetään. Tässä tapauksessa mittausvirhe ei ole niin suuri.
Taajuus on arvo, joka on kääntäen verrannollinen analysoituun ajanjaksoon. Toisin sanoen arvon mittaamiseksi sinun on jaettava yksi sekunti tämän ajanjakson aikana esiintyvien jaksojen lukumäärällä. Tuloksena oleva taajuus mitataan hertseinä, Venäjän standardi on 50 Hz.
Vaihesiirron mittaus
Vaihesiirto otetaan huomioon - kahden värähtelevän prosessin suhteellinen sijainti ajassa. Parametri mitataan signaalijakson murto-osissa, joten jakson ja taajuuden luonteesta riippumatta samoilla vaihesiirroilla on yhteinen arvo.
Ensimmäinen asia ennen mittausta on selvittää, mikä signaaleista on jäljessä toisesta, ja määrittää sitten parametrin etumerkki. Jos virta on johtava, kulmasiirtoparametri on negatiivinen. Jos jännite on edellä, arvon etumerkki on positiivinen.
Vaihesiirron asteen laskemiseksi sinun tulee:
- Kerro 360 astetta ruudukon solujen lukumäärällä jaksojen alun välillä.
- Jaa tulos yhden signaalijakson varaamien jakojen lukumäärällä.
- Valitse negatiivinen tai positiivinen merkki.
Vaihesiirtymän mittaaminen analogisessa oskilloskoopissa on hankalaa, koska näytöillä näytettävät kaaviot ovat samanvärisiä ja -asteikkoisia. Tällaisissa havainnoissa käytetään joko digitaalista laitetta tai kaksikanavaisia laitteita eri amplitudien sijoittamiseksi eri kanavalle.
Samanlaisia artikkeleita:
