Jak používat osciloskop? Jak používat přenosný digitální osciloskop?

Článek bude podrobně popisovat, jak osciloskop používat, jaký je a pro jaký účel je potřeba. Žádná laboratoř nemůže přežít bez měřícího zařízení nebo signálních zdrojů, napětí a proudů. A pokud máte v plánu zapojit se do navrhování a konstrukci různých zařízení (zejména pokud jde o high-tech, například měnič napájení), pak dělat něco, co by bylo problematické bez osciloskopu.

Co je to osciloskop?

Jedná se o zařízení, které vám umožňuje "určit" napětí, nebo přesněji jeho tvar po určitou dobu. S jeho pomocí můžete měřit řadu parametrů - napětí, frekvenci, proudovou sílu, úhly fázových posunů. Ale co je dobré zejména pro toto zařízení, je to proto, že umožňuje vizuálně vyhodnotit tvar signálu. Koneckonců ve většině případů to je ona, která mluví o tom, co se přesně děje v okruhu, ve kterém se provádí měření.

V některých případech může napětí například obsahovat nejen konstantní, ale i střídavou součást. A tvar druhého může být daleko od ideálního sinusoidu. Například takové voltmetry signálu jsou vnímány s velkými chybami. Přepínače budou produkovat jednu hodnotu, digitální budou mnohem menší a DC voltmetry budou několikrát větší. Nejpřesnější měření je dosaženo použitím zařízení popsaného v článku. A nezáleží na tom, zda je použit osciloskop H3013 (jak jej používat, jak je popsáno níže) nebo jiný model. Měření jsou stejné.

Funkce zařízení

Digitální osciloskopy nemůže zobrazit pouze průběh v reálném čase, ale také uložit všechna data, která se mohou později číst na osobních počítačích. Podle oscilogramu zobrazeného na obrázku výše můžete určit některé funkce signálů:

1. Charakter signálu je impulsem.
2. Negativní hodnoty nemají příchozí signál.
3. Velmi rychle se mění hodnoty od 0 do maxima a zpět.
4. Doba trvání impulsu je delší než doba trvání pauzy o více než třikrát.

Zpravidla se pomocí osciloskopu zkoumají periodické signály. Jedná se o ně, o čem se bude diskutovat v článku.

Jak to funguje

Srdcem všech osciloskopů je katodová trubice. To, můžete říci, rádiové světlo, proto uvnitř je vakuum. Na katodě jsou emitovány elektrony. Pomocí zaostřovacího systému je z těchto elektronů vytvořen tenký paprsek. Vnitřní část obrazovky je pokryta rovnoměrnou vrstvou fosforu. Při expozici elektronů se osvětlí. Když se díváte ven na obrazovku, můžete vidět uprostřed jasného bodu.

V katodové trubice Existují dvě dvojice desek, které směřují elektronový paprsek v požadovaném směru. A jeho odchylka nastává v kolmém (vzájemném) směru. Jednodušeji jsou získány dva souřadnicové systémy. Chcete-li sledovat napětí na obrazovce mikrotelefonu, potřebujete:

1. Horizontálně by měl být paprsek vychýlen tak, že hodnota odchylky je přímo úměrná času.
2. Ve svislé rovině je nutné, aby odchylka byla úměrná napětí, jehož studie prochází.

Sweep

Na ty desky, které se nacházejí ve svislé rovině, musí být namířeno napájecí napětí. Je to pilovitý tvar, pomalu se zvětšuje lineárně a má velmi rychlý pokles. V tomto případě kladné napětí způsobuje odchylku paprsku doprava. Negativní - skutečnost, že paprsek se pohybuje doleva. Toto je, když je pozorovatel před obrazovkou a můžete vidět, jak se paprsek pohybuje zleva doprava. Současně je jeho rychlost konstantní. Po dosažení krajního pravého okraje se rychle dostane do původního. Pak se pohyb opakuje.

V tomto článku budeme co nejvíce mluvit o správném používání osciloskopu. Výše uvedený proces se nazývá "zametání". Linka zametání je čára (vodorovná), tažená paprskem na obrazovce. Při měření se nazývá nulová čára. Je to také časová osa v grafu. Frekvence zametání není nic víc než frekvence, se kterou se pílový puls opakuje. Nevztahuje se na měření. Důležitými parametry měření jsou rychlost.

Jak připojit importovaný osciloskop

Napětí by mělo být měřeno ve dvou bodech, takže vstup osciloskopu je dva terminály. Všimněte si, že funkce jednotlivých terminálů jsou různé:

1. První je připojen ke vstupu zesilovače, který vychyluje paprsek ve svislé rovině.
2. Druhá svorka je společný vodič (zem, mínus, skříň). Má elektrické spojení přímo s tělem přístroje.

Proto lze konstatovat, že fázové napětí vzhledem k zemi se měří pomocí oscilografu. A je nutné vědět, který z vstupů je fáze. V cizích zařízeních se používá speciální konstrukce sondy. V nich je společný drát vyroben ve formě klipu typu "krokodýl". Nejvíce rozumné řešení, protože to je ten drát, který se nejčastěji připojuje k kovovému pouzdru přístroje, na kterém jsou měření prováděna. Fáze se však provádí ve formě jehly. S jeho pomocí můžete snadno vylézt do jakéhokoli místa tisku, a to i v mikroprocesoru s jedním nohou.

Jak připojit domácí osciloskop

V Rusku existují různé standardy, tudíž na domácí výrobní zařízení je všechno jiné. Nejčastěji používané zátky mají průměr 4 mm. A jsou to stejné, musíte zjistit nějaké znamení, abyste nezaměňovali spojení:

1. Záporný závěr má zpravidla dlouhou délku.
2. Pro hliníkový vodič je charakteristická černá nebo hnědá barva.
3. Zemnicí zástrčka nebo "společný vodič" jsou vyznačeny na zemnící zástrčce.

Ale to nemůže být vždy splněna, protože kabely jsou často předmětem oprav, během kterého na nastavené svíčky k dispozici. S pravděpodobností 100% můžete určit, který drát je nulový a který je fázový, jedním způsobem. Nejprve se dotkněte ruky jedné zástrčky a pak druhé. A nezáleží na konkrétním modelu, ať už je to osciloskop S1-118A (jak používat zařízení popsaná níže), nebo jakýkoliv jiný.

V případě, že v ruce držíte záporný vodič, můžete na obrazovce zařízení zobrazit rovnou vodorovnou čáru. A pokud se dotknete fázového vodiče, na obrazovce se objeví zkreslený sinusoid s obrovským množstvím rušení. Naposledy viděn vzhledem k tomu, že existuje určitá kapacita mezi elektrickými vodiči domácnosti v místnosti a vaše tělo (prostor v místnosti - je izolátor).

Další kroky

Když je určena fáze a mínus, lze provést měření. V případě, že nemůžete vizuálně určit společné pro všechny prvky drátu, musíte se připojit k bodům, mezi kterými chcete měřit napětí. Ale nejčastěji je v obvodu společný vodič, může být dokonce připojen k zemi. Osciloskop OMSH-2M je také připraven stejným způsobem. Jak jej použít k měření množství bude popsáno níže. V tomto případě musí být připojen zemnící kabel osciloskopu.

Osciloskop je ve skutečnosti voltmetr, který zobrazuje graf změny napětí v určitém časovém intervalu. Umožňuje však vidět tvar elektrického proudu. K tomu je třeba připojit speciální odpor proudu. Jeho hodnota by měla být menší než impedance samotného obvodu. V tomto případě rezistor neovlivní provoz obvodu.

Dvoukanálový osciloskop

Je také nazýván dvojitým paprskem, má jednu funkci - může současně zobrazovat signály ze dvou různých zdrojů na obrazovce. Má dva kanály, které jsou označeny římskými číslicemi. Vezměte prosím na vědomí, že v obou kanálech jsou negativní svorky elektricky připojeny k pouzdru. Nepřipojujte tyto kabely k různým částem obvodu během měření. Zde je postup pro použití osciloskopu C1-68, například pro měření proudů a napětí současně.

Kromě toho hrozí nebezpečí získání špatných informací, protože řetězec je kvůli tomuto zkratu drasticky změněn. Nevýhodou je, že není možné pozorovat dvě různá napětí. Ale to není příliš významný, neboť ve většině přístrojů jedním z pólů (obecně negativní napájecí svorka) připojen k bydlení, a to je běžné. V důsledku toho dochází k měření všech napětí vzhledem k tomuto společnému vodiči.

Obsahuje dvoukanálové zařízení

Pomocí dvoukanálového osciloskopu máte schopnost současně sledovat proud a napětí v obvodu. Proto můžete snadno měřit fázový posun mezi napětím a proudem. Jeden kanál musí měřit proud a druhý - napětí v obvodu, který je předmětem šetření. Měření proudu, jak si pamatujete, je nutné do obvodu zahrnout nějaký odpor s určitým odporem. Protože použití osciloskopu C1-94 a analogů je poměrně obtížné, musíte mít na paměti doporučené schémata připojení pro měření konkrétního parametru.

Stojí za pozornost návrh osciloskopů - je to trochu nesymetrické. Jinými slovy, synchronizace prvního kanálu je mnohem lepší a stabilnější než druhá. Proto potřebujete připojit výstupy prvního kanálu k měření napětí, nikoliv proudu. To umožní stabilnější zobrazení oscilogramu na obrazovce přístroje. Nikdy nezapojujte záporné svorky obou kanálů do různých míst na okruhu! Vždy je spojte.

Ovládací prvky

Na předním panelu přístroje je několik rukojetí, které jsou nezbytné pro přesné nastavení osciloskopu. Dva potenciometry - pro správu kanálů 1 a 2. K dispozici je také kontrolní funkce synchronizace, skenování, je zde možnost nastavení zaostření, jas podsvícení. Pokud se podíváte na obrazovku, můžete vidět, že je rozdělena na malé čtverce - divize. Musí být použity pro měření. Na těchto polích je třeba připojit horizontální a vertikální měřítko. Tyto funkce mají osciloskop C1-67. Použití zařízení tohoto typu pro měření veličin bude popsáno níže.

Všimněte si, že vodorovná osa se měří v sekundách na divizi. Svisle - ve voltech na divizi. Obvykle osciloskop má asi 6 až 10 čtverců v horizontální rovině a 4-8 - vertikální. Na Osy jsou použity riziko, že rozdělí každý segment do 10 dílů (odpovídajících) nebo 5. Tyto mezistěny mohou být přesnější výpočty.

Režim přihlášení

Na předním panelu se nachází speciální vypínač, který přepne zařízení do různých stavů. Označen symbolem - nahoře přímkou, pod ní - vlnitou. Při přenášení do horní polohy může do vstupů vstupovat střídavé i stejnosměrné napětí. Vstup je otevřen pro DC. Při přepnutí do dolní polohy je povolen pouze vstup střídavého napětí. Díky tomu je možné měřit velmi malé střídavé napětí (s ohledem na velmi velké hodnoty konstantního napětí). Skutečná pro provádění měření v zesílení kaskád.

Je to docela snadné to realizovat - je nutné připojit kondenzátor ke vstupu zesilovače. V tomto případě je vstup uzavřen. Vezměte prosím na vědomí, že v tomto režimu jsou oslabeny nízkofrekvenční signály s frekvencí menší než 5 Hz. Proto mohou být měřeny pouze v otevřeném režimu.

Když je přepínač nastaven do střední polohy, zesilovač je odpojen od vstupního konektoru a dochází ke zkratu na krytu. Díky tomu lze nastavit zametání. Vzhledem k tomu, že je osciloskop C1-49 a analogy bez znalosti základních ovládacích prvků nemožný, stojí za to mluvit o nich podrobněji.

Vstup osciloskopového kanálu

Přední panel má měřítko ve svislé rovině - je určeno pomocí knoflíku citlivosti kanálu, na kterém probíhá měření. Změna stupnice není možná hladce, ale postupně pomocí spínače. Jaké hodnoty lze s ní nastavit, podívejte se na případ vedle. Na jedné ose s tímto přepínačem je regulátor pro hladké seřízení (tady je způsob použití osciloskopu C1-73 a podobných modelů).

Na předním panelu najdete pero s obrazem dvojité šipky. Pokud se otáčet, graf kanálu začne pohybovat ve svislém směru (nahoru a dolů). Všimněte si, že u této rukojeť má grafický symbol, který ukazuje, jakým směrem je třeba otočit změnit hodnotu multiplikačního v menší nebo větší strany. Ovládací prvky oba kanály jsou stejné. Navíc na předním panelu jsou knoflíky pro nastavení kontrastu, jasu a synchronizace. Je třeba poznamenat, že digitální kapesní osciloskop (jak používat zařízení, uvažujeme) má také řadu možností pro zobrazování grafů.

Jak se provádějí měření

Dále popisujeme, jak používat digitální osciloskop nebo analogový. Je důležité si všimnout, že všichni mají nevýhodu. Za zmínku stojí jeden prvek - všechna měření jsou prováděna vizuálně, takže existuje riziko, že chyba bude vysoká. Mělo by se také vzít v úvahu skutečnost, že zátěžové napětí má mimořádně nízkou linearitu, což vede k chyby měření fázový posun nebo frekvence přibližně 5%. K minimalizaci těchto chyb, je k tomu jednu jednoduchou podmínku požaduje - graf by měl zabírat přibližně 90% obrazovky. Jsou-li měření prováděno ve frekvenci a napětí (k dispozici timeslotů) by ovládá korekci zisk na vstupním signálem a rychlostí tažení stanovené v pravém místě. Stojí za zmínku, jednu vlastnost: tak, jak používat digitální osciloskop může i začátečník nástroje s CRT ztratila na významu.

Jak měřit stres

Pro měření napětí je nutné použít hodnoty ve vertikální rovině. Nejprve musíte provést jednu z následujících akcí:

1. Připojte obě vstupní svorky osciloskopu k sobě.
2. Přepněte přepínač vstupního režimu do polohy, která odpovídá připojení ke společnému vodiči. Poté regulátor, u kterého je zobrazena obousměrná šipka, je zajistit, aby se skenovací čára shodovala s centrální (vodorovnou) čarou na obrazovce.

Přeneste přístroj do měřicího režimu a vložte signál, který chcete zkontrolovat. V tomto případě je přepínač režimů instalován v libovolné pracovní poloze. Ale jak používat přenosný digitální osciloskop? Trochu obtížnější - tyto nástroje mají mnohem více úprav.

V důsledku toho se na obrazovce zobrazí určitý graf. Pro přesné měření výšky použijte rukojeť s obrazem vodorovné obousměrné šipky. Ujistěte se, že horní bod grafu spadá na svislou čáru umístěnou uprostřed. Na tom je kalibrace, takže bude mnohem jednodušší vypočítat skutečné napětí v obvodu.

Jak měřit frekvenci

Pomocí osciloskopu můžete měřit časové intervaly, zejména dobu signálu. Chápete, že frekvence každého signálu je vždy úměrná období. Perioda může být měřena v jakékoliv oblasti křivky. Je však mnohem pohodlnější a přesnější měřit v těch místech, kde se graf protíná s vodorovnou osou. Proto před zahájením měření nezapomeňte jasně nastavit zametání na vodorovnou čáru umístěnou uprostřed. Vzhledem k tomu, že přenosný digitální osciloskop je mnohem jednodušší než analogový, tyto jsou již dlouho zapomínající a jsou zřídka používány k měření.

Dále pomocí rukojeti označeného vodorovnou obousměrnou šipkou je nutné přesunout začátek období na krajní levý řádek na obrazovce. Po výpočtu doby signálu můžete pro výpočet frekvence použít jednoduchý vzorec. Chcete-li to provést, je třeba přístroj rozdělit na dříve vypočtené období. Přesnost měření může být odlišná. Chcete-li jej zvýšit, musíte graficky natáhnout vodorovně co nejvíce.

Dávejte pozor na jednu pravidelnost: jak se doba zvyšuje, frekvence se snižuje (poměr je inverzní). Naopak, jak se doba snižuje, frekvence se zvyšuje. Nízká hodnota chyby je, když je menší než 1 procenta. Ale ne každý osciloskop může poskytnout tak vysokou přesnost. Pouze digitální, ve kterém lineární skenování, můžete získat tak přesná měření.

Jak je určeno fázové posunutí?

A nyní, jak používat osciloskop C1-112A pro měření fázového posuvu. Ale pro začátek - definice. Fázové posunutí je charakteristika, která ukazuje, jak jsou dva procesy (oscilační) uspořádány vůči sobě navzájem po určitou dobu. A měření není v sekundách, ale v částech období. Jinými slovy, měrná jednotka je jednotka úhlu. Pokud jsou signály rovnoměrně rozmístěné, bude fázový posun stejný. A nezávisí na frekvenci a době - ​​skutečná měřítka grafů na horizontální (časové) ose může být libovolná.

Maximální přesnost měření bude, když roztahujete graf po celou délku obrazovky. U analogových osciloskopů bude mít průběh každého kanálu stejný jas a barvu. Abychom tyto grafy odliłili od sebe, je nutné provést pro každou svou amplitudu. A napětí, které je aplikováno na první kanál, je důležité dělat co nejvíce. V tomto případě bude mnohem lepší, aby byl obraz na obrazovce synchronizován. Zde je návod jak používat osciloskop C1-112A. Ostatní zařízení se mírně liší.