Apakah osiloskop dan cara mengukur arus, voltan, kekerapan dan anjakan fasa

Osiloskop ialah peranti yang menunjukkan kekuatan semasa, voltan, kekerapan dan anjakan fasa litar elektrik. Peranti memaparkan nisbah masa dan keamatan isyarat elektrik. Semua nilai ditunjukkan menggunakan graf dua dimensi mudah.

Untuk apa osiloskop?

Osiloskop digunakan oleh elektronik dan radio amatur untuk mengukur:

• amplitud isyarat elektrik - nisbah voltan dan masa;
• menganalisis peralihan fasa;
• lihat herotan isyarat elektrik;
• berdasarkan keputusan, hitung kekerapan arus.

Walaupun fakta bahawa osiloskop menunjukkan ciri-ciri isyarat yang dianalisis, ia lebih kerap digunakan untuk mengenal pasti proses yang berlaku dalam litar elektrik.Terima kasih kepada osilogram, pakar menerima maklumat berikut:

• bentuk isyarat berkala;
• nilai kekutuban positif dan negatif;
• julat perubahan isyarat dalam masa;
• tempoh separuh kitaran positif dan negatif.

Kebanyakan maklumat ini boleh diperolehi dengan voltmeter. Walau bagaimanapun, kemudian anda perlu membuat pengukuran dengan kekerapan beberapa saat. Pada masa yang sama, peratusan ralat pengiraan adalah besar. Bekerja dengan osiloskop menjimatkan banyak masa dalam mendapatkan data yang diperlukan.

Prinsip operasi osiloskop

Osiloskop mengambil ukuran menggunakan tiub sinar katod. Ini adalah lampu yang memfokuskan arus yang dianalisis ke dalam pancaran. Ia menyentuh skrin peranti, menyimpang dalam dua arah serenjang:

• menegak - menunjukkan voltan yang sedang dikaji;
• mendatar - menunjukkan masa berlalu.

Dua pasang plat tiub sinar katod bertanggungjawab untuk memesongkan rasuk. Mereka yang terletak secara menegak sentiasa bertenaga. Ini membantu untuk mengagihkan nilai kekutuban. Tarikan positif menyimpang ke kanan, tarikan negatif menyimpang ke kiri. Oleh itu, garisan pada skrin instrumen bergerak dari kiri ke kanan pada kelajuan tetap.

Arus elektrik juga bertindak pada plat mendatar, yang memesongkan penunjuk voltan rasuk. Caj positif naik, cas negatif turun. Jadi pada paparan peranti muncul graf dua dimensi linear, yang dipanggil osilogram.

Jarak yang dilalui rasuk dari kiri ke tepi kanan skrin dipanggil sapuan. Garis mendatar bertanggungjawab untuk masa pengukuran.Selain graf garisan 2D standard, terdapat juga sapuan bulat dan lingkaran. Walau bagaimanapun, menggunakannya tidak semudah osilogram klasik.

Klasifikasi dan jenis

Terdapat dua jenis utama osiloskop:

• analog - peranti untuk mengukur isyarat purata;
• digital - peranti menukar nilai ukuran yang diterima ke dalam format "digital" untuk penghantaran maklumat selanjutnya.

Menurut prinsip tindakan, terdapat klasifikasi berikut:

1. Model sejagat.
2. Peralatan khas.

paling popular adalah peranti universal. Osiloskop ini digunakan untuk menganalisis pelbagai jenis isyarat:

• harmonik;
• impuls tunggal;
• pek impuls.

Peranti universal direka untuk pelbagai peranti elektrik. Ia membolehkan anda mengukur isyarat dalam julat beberapa nanosaat. Ralat pengukuran ialah 6-8%.

Osiloskop universal dibahagikan kepada dua jenis utama:

• monoblock - mempunyai pengkhususan ukuran biasa;
• dengan blok boleh tukar ganti - menyesuaikan diri dengan situasi dan jenis peranti tertentu.

Peranti khas dibangunkan untuk jenis peralatan elektrik tertentu. Jadi terdapat osiloskop untuk isyarat radio, penyiaran televisyen atau teknologi digital.

Peranti universal dan khas dibahagikan kepada:

• berkelajuan tinggi - digunakan dalam peranti berkelajuan tinggi;
• memori - peranti yang menyimpan dan menghasilkan semula penunjuk yang dibuat sebelum ini.

Apabila memilih peranti, anda harus mengkaji dengan teliti klasifikasi dan jenis untuk membeli peranti untuk situasi tertentu.

Peranti dan parameter teknikal utama

Setiap peranti mempunyai beberapa ciri teknikal berikut:

1. Pekali ralat yang mungkin semasa mengukur voltan (untuk kebanyakan peranti, nilai ini tidak melebihi 3%).
2. Nilai garis dasar peranti - lebih besar ciri ini, lebih lama tempoh masa pemerhatian.
3. Ciri penyegerakan, mengandungi: julat frekuensi, tahap maksimum dan ketidakstabilan sistem.
4. Parameter sisihan menegak isyarat dengan kapasitansi input peralatan.
5. Nilai tindak balas langkah menunjukkan masa meningkat dan overshoot.

Sebagai tambahan kepada nilai asas yang disenaraikan di atas, osiloskop mempunyai parameter tambahan, dalam bentuk ciri frekuensi amplitud, yang menunjukkan pergantungan amplitud pada frekuensi isyarat.

Osiloskop digital juga mempunyai banyak memori dalaman. Parameter ini bertanggungjawab untuk jumlah maklumat yang boleh dirakam oleh peranti.

Bagaimana pengukuran diambil

Skrin osiloskop dibahagikan kepada sel-sel kecil yang dipanggil bahagian. Bergantung pada peranti, setiap segi empat sama akan sama dengan nilai tertentu. Penamaan yang paling popular: satu bahagian - 5 unit. Selain itu, pada sesetengah peranti terdapat tombol untuk mengawal skala graf, supaya lebih mudah dan lebih tepat untuk pengguna membuat ukuran.

Sebelum anda memulakan apa-apa jenis ukuran, anda mesti menyambungkan osiloskop ke litar elektrik. Probe disambungkan kepada mana-mana saluran percuma (jika peranti mempunyai lebih daripada 1 saluran) atau kepada penjana nadi, jika tersedia dalam peranti. Selepas sambungan, pelbagai imej isyarat akan muncul pada paparan unit.

Jika isyarat yang diterima oleh peranti itu terputus-putus, maka masalahnya terletak pada sambungan probe. Sebahagian daripada mereka dilengkapi dengan skru kecil yang perlu diketatkan. Juga dalam osiloskop digital, fiksyen penentududukan automatik menyelesaikan masalah isyarat terputus-putus.

Pengukuran semasa

Apabila mengukur arus dengan osiloskop digital, anda harus mengetahui yang mana jenis arus perlu diperhatikan. Osiloskop mempunyai dua mod operasi:

• Arus Terus ("DC") untuk arus terus;
• Arus Ulang-alik ("AC") untuk pembolehubah.

Arus terus diukur dengan mod "Arus Terus" didayakan. Probe peranti harus disambungkan ke bekalan kuasa mengikut langsung dengan tiang. Buaya hitam bergabung dengan tolak, buaya merah bergabung dengan tambah.

Garis lurus akan muncul pada skrin peranti. Nilai paksi menegak akan sepadan dengan parameter voltan malar. Kekuatan semasa boleh dikira mengikut undang-undang Ohm (voltan dibahagikan dengan rintangan).

Arus ulang alik adalah sinusoid, disebabkan oleh fakta bahawa voltan juga berubah-ubah. Oleh itu, nilainya hanya boleh diukur dalam tempoh masa tertentu. Parameter juga dikira menggunakan hukum Ohm.

Pengukuran voltan

Untuk mengukur voltan isyarat, anda memerlukan paksi koordinat menegak graf dua dimensi linear. Kerana ini, semua perhatian akan diberikan kepada ketinggian bentuk gelombang. Oleh itu, sebelum memulakan pemerhatian, anda harus melaraskan skrin dengan lebih mudah untuk pengukuran.

Kemudian kami memindahkan peranti ke mod DC. Kami memasang probe ke litar dan memerhatikan hasilnya. Garis lurus akan muncul pada paparan peranti, yang nilainya sepadan dengan voltan isyarat elektrik.

Pengukuran kekerapan

Sebelum anda memahami cara mengukur kekerapan isyarat elektrik, anda harus tahu apa itu tempoh, kerana kedua-dua konsep ini saling berkaitan. Satu tempoh ialah tempoh masa terkecil selepas amplitud mula berulang.

Lebih mudah untuk melihat tempoh pada osiloskop menggunakan paksi masa mendatar. Ia hanya perlu diperhatikan selepas tempoh masa carta garisan mula mengulangi coraknya. Adalah lebih baik untuk mempertimbangkan permulaan tempoh sebagai titik hubungan dengan paksi mendatar, dan penghujung pengulangan koordinat yang sama.

Untuk mengukur tempoh isyarat dengan lebih mudah, kelajuan sapuan dikurangkan. Dalam kes ini, ralat pengukuran tidak begitu tinggi.

Kekerapan ialah nilai yang berkadar songsang dengan tempoh yang dianalisis. Iaitu, untuk mengukur nilai, anda perlu membahagikan satu saat masa dengan bilangan tempoh yang berlaku dalam tempoh ini. Kekerapan yang terhasil diukur dalam Hertz, standard untuk Rusia ialah 50 Hz.

Pengukuran anjakan fasa

Peralihan fasa dipertimbangkan - kedudukan relatif dua proses berayun dalam masa. Parameter diukur dalam pecahan tempoh isyarat, supaya, tanpa mengira sifat tempoh dan kekerapan, anjakan fasa yang sama mempunyai nilai yang sama.

Perkara pertama yang perlu dilakukan sebelum pengukuran adalah untuk mengetahui isyarat mana yang ketinggalan di belakang yang lain dan kemudian menentukan nilai tanda parameter. Jika arus mendahului, maka parameter anjakan sudut adalah negatif. Dalam kes apabila voltan di hadapan, tanda nilai adalah positif.

Untuk mengira tahap peralihan fasa, anda harus:

1. Darab 360 darjah dengan bilangan sel grid antara permulaan tempoh.
2. Bahagikan hasilnya dengan bilangan bahagian yang diduduki oleh satu tempoh isyarat.
3. Pilih tanda negatif atau positif.

Adalah menyusahkan untuk mengukur anjakan fasa dalam osiloskop analog, kerana graf yang dipaparkan pada skrin mempunyai warna dan skala yang sama. Untuk pemerhatian jenis ini, sama ada peranti digital atau peranti dua saluran digunakan untuk meletakkan amplitud berbeza pada saluran berasingan.

Artikel yang serupa: