Cum se utilizează osciloscopul? Cum se utilizează un osciloscop digital portabil?

Articolul va detalia modul de utilizare a osciloscopului, ce este și în ce scop este necesar. Nici un laborator nu poate supraviețui fără a măsura echipamentele sau sursele de semnal, tensiunile și curenții. Și, dacă aveți de gând să se angajeze în proiectarea și construcția diverselor dispozitive (mai ales atunci când vine vorba de înaltă tehnologie, de exemplu, alimentarea cu energie invertor), apoi face ceva ar fi problematic, fără un osciloscop.

Ce este un osciloscop?

Acesta este un dispozitiv care vă permite să "vedeți" tensiunea sau, mai precis, forma acesteia pentru o anumită perioadă de timp. Cu ajutorul acestuia puteți măsura o mulțime de parametri - tensiunea, frecvența, puterea curentului, unghiurile schimbărilor de fază. Dar ceea ce este bun în special acest dispozitiv, așa că acest lucru se datorează faptului că vă permite să evaluați vizual forma semnalului. La urma urmei, în majoritatea cazurilor, ea vorbește despre ce se întâmplă exact în circuitul în care se efectuează măsurarea.

În unele cazuri, de exemplu, tensiunea poate conține nu numai o componentă constantă, dar și o componentă alternativă. Și forma celui de-al doilea poate fi departe de sinusoidul ideal. Astfel de voltmetre de semnal, de exemplu, sunt percepute cu erori mari. Întrerupătoarele vor produce o valoare, cele digitale vor fi mult mai mici, iar voltmetrele DC vor fi de câteva ori mai mari. Măsura cea mai precisă este obținută prin utilizarea dispozitivului descris în articol. Și nu contează dacă osciloscopul H3013 este folosit (cum să îl utilizați, discutat mai jos) sau alt model. Măsurătorile sunt aceleași.

Caracteristicile dispozitivului

Osciloscoape digitale nu poate afișa numai forma de undă în timp real, ci și să salveze toate datele care pot fi citite ulterior pe computerele personale. În conformitate cu oscilograma prezentată în figura de mai sus, puteți determina unele caracteristici ale semnalelor:

1. Caracterul semnalului este impuls.
2. Valorile negative nu au un semnal de intrare.
3. Există o schimbare foarte rapidă a valorilor de la 0 la maxim și înapoi.
4. Durata impulsului este mai mare decât durata de pauză cu mai mult de trei ori.

De regulă, cu ajutorul unui osciloscop, sunt examinate semnale periodice. Este vorba despre ele care vor fi discutate în articol.

Cum funcționează

Inima tuturor osciloscoapelor este un tub catodic. Acest lucru, puteți spune, lampa radio, prin urmare, în interiorul există un vid. La catod, sunt emise electroni. Cu ajutorul unui sistem de focalizare, din aceste electroni se formează un fascicul subțire. Interiorul ecranului este acoperit cu un strat uniform de fosfor. El devine iluminat când este expus la electroni. Privind afară pe ecran, puteți vedea în mijlocul unui punct luminos.

În tubul catodic Există două perechi de plăci care direcționează fasciculul de electroni în direcția dorită. Și abaterea lui are loc în direcții perpendiculare (reciproce). În termeni simpli, se obțin două sisteme de coordonate. Pentru a monitoriza tensiunea pe ecranul receptorului, aveți nevoie de:

1. Pe orizontală, fasciculul trebuie să fie deformat astfel încât valoarea deviației să fie direct proporțională cu timpul.
2. În planul vertical, este necesar ca valoarea deviației să fie proporțională cu tensiunea pe care trece studiul.

scanda

Tensiunea de curățare trebuie aplicată pe plăcile care se află în plan vertical. Este în formă de fierăstrău, crește încet liniar și are un declin foarte rapid. În acest caz, o tensiune pozitivă determină ca fasciculul să devieze spre dreapta. Un negativ - la faptul că fasciculul se mișcă spre stânga. Acesta este momentul în care observatorul este în fața ecranului și puteți vedea cum se mișcă fasciculul de la stânga la dreapta. În același timp, viteza sa este constantă. După ce ajunge la marginea din dreapta, se duce rapid la cel original. Apoi mișcarea se repetă din nou.

În acest articol, vom vorbi cât mai mult despre cum să folosim corect osciloscopul. Procesul de mai sus este numit "mătură". Linia de ștergere este o linie (orizontală) trasată de un fascicul de pe ecran. Când se iau măsurători, se numește linia zero. Este, de asemenea, axa timpului din grafic. Frecvența de mișcare nu este mai mult decât frecvența cu care se repetă pulsul de fierăstrău. Nu se aplică măsurătorilor. Parametrii importanți pentru măsurători sunt viteza.

Cum se conectează un osciloscop importat

Tensiunea ar trebui măsurată în două puncte, astfel încât intrarea osciloscopului este de două terminale. Rețineți că funcțiile fiecărui terminal sunt diferite:

1. Primul este conectat la intrarea amplificatorului, care deflectă fasciculul în plan vertical.
2. Al doilea terminal este un fir comun (sol, minus, carcasă). Are o conexiune electrică directă pe corpul dispozitivului.

Prin urmare, se poate trage concluzia că tensiunea de fază față de pământ este măsurată cu ajutorul unui oscilograf. Și este necesar să știm care dintre intrări este faza. În dispozitivele produse în străinătate se utilizează un design special al sondei. În ele, firul comun este realizat sub forma unui clip de tip "crocodil". Soluția cea mai rezonabilă, deoarece acest fir este cel mai adesea conectat la carcasa metalică a dispozitivului pe care sunt efectuate măsurătorile. Dar faza este realizată sub forma unui ac. Cu ajutorul acestuia, puteți să vă aruncați cu ușurință în orice loc de editare tipărit, chiar și într-un singur microprocesor de picior.

Cum se conectează un osciloscop intern

În Rusia, există standarde diferite, prin urmare, pe dispozitivele de producție internă totul este diferit. Cel mai frecvent utilizate prize sunt diametrul de 4 mm. Și ele sunt la fel, trebuie să aflați unele semne, pentru a nu confunda conexiunea:

1. Concluzia negativă, de regulă, are o lungă durată.
2. Culoarea negru sau maro este caracteristică pentru un fir de pământ.
3. Priza de împământare sau "firul comun" sunt marcate pe conectorul de masă.

Dar acest lucru nu poate fi întotdeauna îndeplinit, deoarece cablurile sunt adesea reparate, în timpul căruia este instalat un cablu pe fir, care este disponibil. Cu o probabilitate de 100%, puteți stabili care fir este zero și care este faza, într-un fel. În primul rând, atingeți cu mâna unui conector, apoi celălalt. Și nu depinde de model, indiferent dacă este S1-118A osciloscop (modul de utilizare a dispozitivelor descrise este de mai jos), sau orice alt.

În cazul în care țineți un fir negativ în mână, puteți vedea pe ecranul dispozitivului o linie orizontală plană. Și dacă atingeți firul de fază, pe ecran apare un sinusoid distorsionat, cu o cantitate imensă de interferențe. Văzut ultima dată datorită faptului că există o anumită capacitate între firele electrice de uz casnic în cameră și corpul dumneavoastră (spațiul în cameră - este un izolator).

Pașii următori

Când se determină faza și minusul, pot fi efectuate măsurători. În cazul în care nu puteți determina vizual elementul comun pentru toate elementele firului, trebuie să vă conectați la punctele dintre care doriți să măsurați tensiunea. Dar cel mai adesea există un fir comun în circuit, poate fi chiar conectat la sol. Osciloscopul OMSH-2M este, de asemenea, pregătit în același mod. Modul de utilizare a acesteia pentru măsurarea cantităților va fi descris mai jos. În acest caz, trebuie conectat firul de împământare al osciloscopului.

De fapt, un osciloscop este un voltmetru care arată un grafic al variației tensiunii la un anumit interval de timp. Dar vă permite să vedeți forma curentului electric. Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați o rezistență specială la curent. Valoarea sa trebuie să fie mai mică decât impedanța circuitului în sine. În acest caz, rezistorul nu va afecta funcționarea circuitului.

Osciloscop cu două canale

Se mai numeste si doua faze, are o singura caracteristica - se poate afisa simultan semnale din doua surse diferite de pe ecran. Are două canale, care sunt notate cu cifre romane. Rețineți că în ambele canale terminalele negative sunt conectate electric la carcasă. Prin urmare, nu conectați aceste fire la diferite părți ale circuitului în timpul măsurătorilor. Iată cum să utilizați osciloscopul C1-68, de exemplu, pentru a măsura simultan curentul și tensiunea.

În plus, există riscul de a obține informații greșite, deoarece lanțul este schimbat drastic datorită acestui scurtcircuit. Dezavantajul este că este imposibil să se respecte două tensiuni diferite. Dar nu este foarte semnificativ, deoarece în majoritatea dispozitivelor unul din stâlpi (de regulă, terminalul negativ al sursei de alimentare) este legat de caz și este comun. În consecință, măsurătorile tuturor tensiunilor apar în raport cu acest fir comun.

Dispune de dispozitiv cu două canale

Folosind un osciloscop cu două canale, veți avea capacitatea de a monitoriza curentul și tensiunea din circuit în același timp. Prin urmare, măsurați cu ușurință schimbarea de fază între tensiune și curent. Un canal trebuie să măsoare curentul, iar al doilea - tensiunea din circuitul investigat. Pentru a măsura curentul, după cum vă amintiți, este necesar să includeți în circuit un rezistor cu o anumită rezistență. Deoarece utilizarea osciloscopului C1-94 și a analogilor este destul de dificilă, trebuie să păstrați la îndemână diagramele de conectare recomandate pentru măsurarea unui anumit parametru.

Merită acordată atenție proiectării osciloscoapelor - este puțin asimetric. Cu alte cuvinte, sincronizarea primului canal este mult mai bună și mai stabilă decât a doua. Prin urmare, trebuie să conectați ieșirile primului canal pentru a măsura tensiunea, nu curentul. Acest lucru va permite afișarea mai stabilă a oscilogramei pe ecranul instrumentului. Nu conectați niciodată bornele negative ale celor două canale la diferite puncte de pe circuit! Întotdeauna le puneți laolaltă.

controale

Pe panoul frontal al dispozitivului există mai multe mânere, care sunt necesare pentru reglarea exactă a osciloscopului. Două potențiometre - pentru controlul canalelor 1 și 2. Există, de asemenea, o funcție pentru controlul sincronizării, scanării, există posibilitatea de a regla focalizarea, luminozitatea, iluminarea din spate. Dacă vă uitați la ecran, puteți vedea că este împărțită în mici pătrate - diviziuni. Acestea trebuie utilizate pentru măsurători. Este în aceste pătrate să fie atașate scalele orizontale și verticale. Aceste caracteristici au un osciloscop C1-67. Modul de utilizare a dispozitivelor de acest tip pentru măsurarea cantităților va fi descris mai jos.

Rețineți că scala orizontală este măsurată în secunde pe diviziune. Și pe verticală - în volți pe diviziune. De regulă, într-un osciloscop există aproximativ 6-10 pătrate într-un plan orizontal și 4-8 într-unul vertical. Liniile de centru poartă riscuri, împărțesc fiecare segment în 10 părți (egale) sau 5. Datorită acestor diviziuni se pot face calcule mai precise.

Mod de conectare

Pe panoul frontal există un întrerupător special, care comută aparatul în diferite stări. Denumită printr-un simbol - pe partea dreaptă o linie dreaptă, sub ea - una ondulată. La transferul în poziția superioară, atât tensiunea AC, cât și tensiunea DC pot intra în intrare. Intrarea este deschisă pentru DC. La trecerea în poziția inferioară este permisă numai intrarea de tensiune AC. Din acest motiv, devine posibilă măsurarea unor tensiuni alternative foarte mici (în ceea ce privește valorile foarte mari ale tensiunii constante). Actual pentru efectuarea măsurătorilor în amplificarea cascadelor.

Este destul de ușor să realizăm acest lucru - este necesar să conectați condensatorul la intrarea amplificatorului. În acest caz, intrarea este închisă. Rețineți că în acest mod, semnalele de frecvență joasă cu o frecvență mai mică de 5 Hz sunt slăbite. Prin urmare, ele pot fi măsurate numai în modul de intrare deschisă.

Când comutatorul este poziționat în poziția de mijloc, amplificatorul este deconectat de la conectorul de intrare și apare un scurtcircuit la carcasă. Din acest motiv, este posibil să setați maturarea. Deoarece utilizarea osciloscopului C1-49 și a analogilor fără cunoașterea controalelor de bază este imposibilă, merită să vorbim despre ele în detaliu.

Intrarea canalului osciloscopului

Panoul frontal are o scală în plan vertical - este determinat cu butonul de sensibilitate al canalului pe care are loc măsurarea. Este posibil să schimbați cântarul în mod lin, dar treptat, cu ajutorul unui comutator. Ce valori se pot seta cu ea, uita-te la cazul de lângă ea. Pe o axă cu acest comutator există un controler pentru reglarea lină (Iată cum să utilizați osciloscopul C1-73 și modele similare).

Pe panoul frontal puteți găsi un mâner cu imaginea unei săgeți bidirecționale. Dacă îl rotiți, graficul acestui canal va începe să se miște în plan vertical (jos). Rețineți că în apropierea acestui mâner există un simbol grafic care arată modul de rotire pentru a modifica valoarea multiplicatorului pe partea mai mică sau mai mare. controale ambele canale sunt aceleași. În plus, pe panoul frontal există butoane pentru reglarea contrastului, luminozității, sincronizării. Este demn de remarcat faptul că osciloscopul digital de buzunar (cum se utilizează dispozitivul pe care îl gândim) are, de asemenea, o serie de opțiuni pentru afișarea diagramelor.

Cum se fac măsurătorile

Continuăm să descriem cum să folosim un osciloscop digital sau unul analogic. Este important să rețineți că toți au un dezavantaj. Este de remarcat o caracteristică - toate măsurătorile sunt efectuate vizual, astfel încât există riscul ca eroarea să fie ridicată. De asemenea, trebuie să ținem seama de faptul că tensiunea de maturare are o liniaritate extrem de scăzută, ceea ce duce la erori de măsurare schimbarea fazei sau frecvența cu aproximativ 5%. Pentru a minimiza aceste erori, este necesară o condiție simplă: graficul ar trebui să ocupe aproximativ 90% din suprafața ecranului. Când se efectuează măsurători de frecvență și tensiune (există un interval de timp), reglați reglarea amplificării semnalului de intrare și a vitezei de mișcare în pozițiile din partea dreaptă. Este de remarcat o caracteristică: deoarece un osciloscop digital poate fi utilizat chiar și de un novice, instrumentele cu un tub de fascicul de electroni au pierdut relevanța.

Cum se măsoară stresul

Pentru a măsura tensiunea, trebuie să utilizați valorile scalei în plan vertical. Mai întâi trebuie să faceți una dintre următoarele acțiuni:

1. Conectați ambele borne de intrare ale osciloscopului unul la celălalt.
2. Schimbați comutatorul pentru modul de intrare în poziția care corespunde conexiunii la firul comun. Apoi, regulatorul, lângă care este afișată săgeata bidirecțională, este să se asigure că linia de scanare coincide cu linia centrală (orizontală) de pe ecran.

Transferați instrumentul în modul de măsurare și introduceți semnalul de examinat. În acest caz, un comutator de mod este instalat în orice poziție de lucru. Dar cum să folosiți un osciloscop digital portabil? Puțin mai dificil - aceste instrumente au mult mai multe ajustări.

Ca rezultat, puteți vedea pe ecran un anumit grafic. Pentru a măsura cu exactitate înălțimea, utilizați mânerul cu imaginea unei săgeți orizontale bidirecționale. Asigurați-vă că punctul de sus al graficului cade pe o linie verticală situată în centru. Există o calibrare pe ea, deci va fi mult mai ușor să se calculeze tensiunea reală în circuit.

Cum se măsoară frecvența

Folosind un osciloscop, puteți măsura intervalele de timp, în special perioada de semnal. Înțelegeți că frecvența oricărui semnal este întotdeauna proporțională cu perioada. Perioada poate fi măsurată în orice zonă a formei de undă. Dar este mai convenabil și mai precis să se măsoare la acele puncte în care graficul se intersectează cu axa orizontală. Prin urmare, înainte de a începe măsurarea, asigurați-vă că ați setat clar curățarea pe linia orizontală situată în centru. Deoarece utilizarea unui osciloscop digital portabil este mult mai ușoară decât analogul, acestea din urmă au căzut de mult în uitare și sunt rareori utilizate pentru măsurători.

Mai mult, folosind mânerul indicat de săgeata bidirecțională orizontală, este necesar să treceți începutul perioadei în linia stângă extremă a ecranului. După calcularea perioadei de semnal, puteți utiliza formula simplă pentru a calcula frecvența. Pentru a face acest lucru, trebuie să împărțiți unitatea în perioada calculată anterior. Precizia măsurătorilor poate fi diferită. Pentru ao mări, trebuie să întindeți graficul pe orizontală cât mai mult posibil.

Acordați atenție unei singure reguli: pe măsură ce perioada crește, frecvența scade (proporția este inversă). În schimb, pe măsură ce perioada scade, frecvența crește. O valoare scăzută de eroare este atunci când este mai mică de 1 la sută. Dar nu fiecare osciloscop poate oferi o precizie atât de mare. Numai digital, în care scanarea liniară, puteți obține măsurători exacte.

Cum se determină schimbarea de fază?

Și acum despre cum să utilizați osciloscopul C1-112A pentru a măsura schimbarea de fază. Dar pentru un început - definiție. Schimbarea de faze este o caracteristică care arată cum două procedee (oscilante) sunt aranjate relativ unele de altele de ceva timp. Și măsurarea nu este în secunde, ci în anumite părți ale perioadei. Cu alte cuvinte, o unitate de măsură este o unitate de unghi. Dacă semnalele sunt distanțate în mod egal, atunci schimbarea de fază va fi aceeași pentru ele. Și nu depinde de frecvență și perioadă - scala reală a graficelor pe axa orizontală (oră) poate fi oricare.

Precizia maximă a măsurătorii va fi dacă întindeți graficul pe întreaga lungime a ecranului. În osciloscoapele analogice, formele de undă pentru fiecare canal vor avea aceeași luminozitate și aceeași culoare. Pentru a distinge aceste grafice unul de altul, este necesar să se facă pentru fiecare amplitudine. Și tensiunea care este aplicată primului canal, este important să faceți cât mai mult posibil. În acest caz, va fi mult mai bine să păstrați sincronizarea imaginii pe ecran. Iată cum să utilizați osciloscopul C1-112A. Alte dispozitive diferă ușor în funcționare.