Осцилоскоп је уређај који показује јачину струје, напон, фреквенцију и фазни помак електричног кола. Уређај приказује однос времена и интензитета електричног сигнала. Све вредности су приказане помоћу једноставног дводимензионалног графикона.
Садржај
Чему служи осцилоскоп?
Осцилоскоп користе електроника и радио аматери за мерење:
- амплитуда електричног сигнала - однос напона и времена;
- анализира фазни помак;
- види изобличење електричног сигнала;
- на основу резултата израчунати фреквенцију струје.
Упркос чињеници да осцилоскоп показује карактеристике анализираног сигнала, он се чешће користи за идентификацију процеса који се дешавају у електричном колу.Захваљујући осцилограму, стручњаци добијају следеће информације:
- облик периодичног сигнала;
- вредност позитивног и негативног поларитета;
- опсег промене сигнала у времену;
- трајање позитивног и негативног полупериода.
Већина ових информација може се добити помоћу волтметра. Међутим, тада ћете морати да извршите мерења са фреквенцијом од неколико секунди. Истовремено, проценат грешака у прорачуну је велики. Рад са осцилоскопом штеди много времена у добијању потребних података.
Принцип рада осцилоскопа
Осцилоскоп врши мерења помоћу катодне цеви. Ово је лампа која фокусира анализирану струју у сноп. Удара се у екран уређаја, одступајући у два окомита правца:
- вертикално - приказује напон који се проучава;
- хоризонтално - приказује протекло време.
Два пара плоча катодне цеви су одговорна за скретање зрака. Они који се налазе вертикално су увек под напоном. Ово помаже у дистрибуцији вредности поларитета. Позитивна привлачност одступа удесно, негативна улево. Тако се линија на екрану инструмента помера с лева на десно константном брзином.
На хоризонталне плоче такође делује електрична струја, која одбија индикатор напона снопа. Позитивно наелектрисање је горе, негативно наелектрисање је доле. Тако се на дисплеју уређаја појављује линеарни дводимензионални графикон, који се назива осцилограм.
Растојање које сноп пређе од леве до десне ивице екрана назива се замах. Хоризонтална линија је одговорна за време мерења.Поред стандардног 2Д линијског графикона, постоје и кружни и спирални потези. Међутим, њихова употреба није тако згодна као класични осцилограми.
Класификација и типови
Постоје две главне врсте осцилоскопа:
- аналогни - уређаји за мерење просечних сигнала;
- дигитални – уређаји претварају примљену мерну вредност у „дигитални“ формат за даљи пренос информација.
Према принципу деловања, постоји следећа класификација:
- Универзални модели.
- Посебна опрема.
најпопуларнији су универзални уређаји. Ови осцилоскопи се користе за анализу различитих типова сигнала:
- хармониц;
- појединачни импулси;
- импулсни пакети.
Универзални уређаји су дизајнирани за различите електричне уређаје. Они вам омогућавају да мерите сигнале у распону од неколико наносекунди. Грешка мерења је 6-8%.
Универзални осцилоскопи су подељени у два главна типа:
- моноблок - имају заједничку специјализацију мерења;
- са заменљивим блоковима - прилагођавају се специфичној ситуацији и врсти уређаја.
За одређену врсту електричне опреме развијени су посебни уређаји. Дакле, постоје осцилоскопи за радио сигнал, телевизијско емитовање или дигиталну технологију.
Универзални и специјални уређаји су подељени на:
- велика брзина - користи се у уређајима велике брзине;
- меморија – уређаји који чувају и репродукују претходно направљене индикаторе.
Приликом избора уређаја, пажљиво проучите класификације и типове како бисте купили уређај за одређену ситуацију.
Уређај и главни технички параметри
Сваки уређај има низ следећих техничких карактеристика:
- Коефицијент могуће грешке при мерењу напона (за већину уређаја ова вредност не прелази 3%).
- Вредност основне линије уређаја - што је већа ова карактеристика, дужи је временски период посматрања.
- Карактеристика синхронизације која садржи: опсег фреквенција, максималне нивое и нестабилност система.
- Параметри вертикалног одступања сигнала са улазним капацитетом опреме.
- Вредности одзива корака које показују време пораста и прекорачење.
Поред основних вредности наведених изнад, осцилоскопи имају додатне параметре, у виду амплитудно-фреквентне карактеристике, која показује зависност амплитуде од фреквенције сигнала.
Дигитални осцилоскопи такође имају много интерне меморије. Овај параметар је одговоран за количину информација које уређај може да сними.
Како се мере мере
Екран осцилоскопа је подељен на мале ћелије које се називају поделе. У зависности од уређаја, сваки квадрат ће бити једнак одређеној вредности. Најпопуларнија ознака: једна дивизија - 5 јединица. Такође, на неким уређајима постоји дугме за контролу скале графикона, тако да је корисницима погодније и тачније да врше мерења.
Пре него што започнете било какву врсту мерења, морате да повежете осцилоскоп на електрично коло. Сонда је повезана на било који од слободних канала (ако уређај има више од 1 канала) или на генератор импулса, ако постоји у уређају. Након повезивања, различите сигналне слике ће се појавити на дисплеју јединице.
Ако је сигнал који уређај прима испрекидан, онда је проблем у повезивању сонде. Неки од њих су опремљени минијатурним завртњима које је потребно затегнути. Такође у дигиталним осцилоскопима, фикција аутоматског позиционирања решава проблем испрекиданог сигнала.
Мерење струје
Када мерите струју дигиталним осцилоскопом, требало би да сазнате који врста струје треба посматрати. Осцилоскопи имају два начина рада:
- Једносмерна струја („ДЦ“) за једносмерну струју;
- Наизменична струја ("АЦ") за променљиву.
Једносмерна струја се мери са укљученим режимом „Дирецт Цуррент“. Сонде уређаја треба прикључити на напајање директно у складу са половима. Црни крокодил се придружује минусу, црвени крокодил се придружује плусу.
На екрану уређаја ће се појавити права линија. Вредност вертикалне осе ће одговарати параметру константног напона. Јачина струје се може израчунати према Охмовом закону (напон подељен са отпором).
Наизменична струја је синусоидна, због чињенице да је напон такође променљив. Дакле, његова вредност се може мерити само у одређеном временском периоду. Параметар се такође израчунава коришћењем Охмовог закона.
Мерење напона
Да бисте измерили напон сигнала, потребна вам је вертикална координатна оса линеарног дводимензионалног графика. Због тога ће се сва пажња посветити висини таласног облика. Стога, пре почетка посматрања, требало би да подесите екран погодније за мерење.
Затим преносимо уређај у ДЦ режим. Прикључујемо сонде на коло и посматрамо резултат. На дисплеју уређаја ће се појавити права линија, чија ће вредност одговарати напону електричног сигнала.
Мерење фреквенције
Пре него што схватите како да мерите фреквенцију електричног сигнала, требало би да знате шта је период, пошто су ова два концепта међусобно повезана. Један период је најмањи временски период након којег амплитуда почиње да се понавља.
Лакше је видети период на осцилоскопу помоћу хоризонталне временске осе. Потребно је само приметити након којег временског периода линијски графикон почиње да понавља свој образац. Боље је сматрати почетак периода као тачке додира са хоризонталном осом, а крај понављања исте координате.
Да би се погодније измерио период сигнала, брзина померања је смањена. У овом случају грешка мерења није тако велика.
Учесталост је вредност обрнуто пропорционална анализираном периоду. То јест, да бисте измерили вредност, потребно је да поделите једну секунду времена са бројем периода који се дешавају током овог периода. Добијена фреквенција се мери у херцима, стандард за Русију је 50 Хз.
Мерење померања фазе
Разматра се померање фазе - релативни положај два осцилаторна процеса у времену. Параметар се мери у деловима периода сигнала, тако да, без обзира на природу периода и фреквенције, исти фазни помаци имају заједничку вредност.
Прво што треба урадити пре мерења је открити који од сигнала заостаје за другим и затим одредити вредност предзнака параметра. Ако је струја водећа, онда је параметар померања угла негативан. У случају када је напон испред, предзнак вредности је позитиван.
Да бисте израчунали степен померања фазе, требало би да:
- Помножите 360 степени са бројем ћелија мреже између почетка периода.
- Поделите резултат бројем подела које заузима један период сигнала.
- Изаберите негативан или позитиван знак.
Незгодно је мерити фазни помак у аналогном осцилоскопу, јер графици приказани на екранима имају исту боју и скалу. За посматрања ове врсте користе се или дигитални уређаји или двоканални уређаји за постављање различитих амплитуда на посебан канал.
Слични чланци:
