Загрузка...Порядок работы с осциллографом
Порядок работы с осциллографом
В общем случае импульсы характеризуются амплитудой Um, периодом Т, длительностью и, длительностью фронтов ф1 и ф2, средним значением ( постоянной составляющей) U, снижением вершины , положительным + и отрицательным — выбросами, а также скважностью Q=Т/и (рис. 3). Синусоидальные сигналы характеризуются только амплитудой Um и периодом Т (частотой f ).
Амплитудой импульса Um называется его максимальное значение без положительного выброса.
Периодом импульса Т называется наименьший промежуток время, через который сигнал возвращается к исходному состоянию.
Постоянной составляющей импульса U называется среднее арифметическое из мгновенных значений за период, определяемой смещением изображения импульса при открытом и закрытом входе ЭЛО.
Длительностью импульса и называется время, в течение которого величина импульса превышает некоторое значение, чаще всего 0,1 Um, иногда 0,5 Um.
Длительностью фронта ф называется время, в течение которого величина импульса изменяется от 0,1 до 0,9 его амплитуды, часто определяется в процентах от длительности импульса.
1 Измерение амплитуды исследуемых сигналов
Для обеспечения максимальной точности измерения амплитудных характеристик сигналов рекомендуется соблюдать следующие условия при измерении:
— размах изображения измеряемого сигнала должен быть большим, что уменьшает погрешность отсчета при измерении;
— размах изображений измеряемого и калибровочного сигналов должен быть по возможности одинаков, что позволяет свести к минимуму погрешность за счет нелинейности по вертикали, т.к. ее действие в этом случае одинаково на измеряемый и калибровочный сигналы;
— калибровку коэффициента отклонения производить отдельно в каждом из положений множителя «1 — 10»;
— измерение амплитуды производить на вертикальной осевой линии шкалы или в месте, где производилась калибровка, что позволяет исключить погрешность за счет геометрических искажений, в наибольшей степени проявляющихся при максимальном размахе изображения на краях рабочей части экрана;
— измерение и калибровку проводить с учетом толщины линии луча.
Величина исследуемого сигнала в вольтах равна произведению измерений величины в сантиметрах, коэффициента отклонения (цифровой отметки переключателя «V/см , mV/см» ) и значения множителя «1 — 10». При работе с выносным делителем 1:10 полученный результат умножается на 10.
2 Измерение временных характеристик импульсов
Для обеспечения максимальной точности измерения временных интервалов следует соблюдать следующие условия измерения:
— размер изображения измеряемого временного интервала должен быть большим, что уменьшает погрешность отсчета при измерении;
— размеры по горизонтали изображений измеряемого и калибровочного сигналов (или нескольких их периодов) должны быть по возможности одинаковыми, что исключает погрешность за счет нелинейности по горизонтали, т.к. в этом случае действие нелинейности одинаково на измеряемый и калибровочный сигнал;
— калибровка перед измерением должна производится для каждого из положений множителя «1 — 0,2»;
— для уменьшения погрешности измерения за счет толщины линии луча измерение и калибровку следует производить или оба по правым, или оба по левым краям изображения;
— измерение и калибровку проводить по горизонтальной осевой линии шкалы с делениями.
Измеряемый временной интервал определяется произведением длины измеряемого интервала времени на экране по горизонтали в делениях шкалы, значения коэффициента развертки (цифровой отметки переключателя длительности развертки) и значения множителя развертки («1 — 0,2»).
Если при измерении периодических сигналов малой длительности производится измерение нескольких его периодов, то длительность одного периода определяется делением указанного произведения на число измеряемых периодов.
Измерение временных интервалов возможно производить при помощи яркостных меток известной частоты или периодом следования. Для модуляции луча используется синусоидальное или импульсное напряжение.
Длительность временного интервала определяется умножением количества меток, укладывающихся на его изображении, на известный период следования модулирующего сигнала.
3 Измерение частоты
Частоту сигнала можно определить, измерив его период
.
Подсчитывается расстояние в делениях целого числа периодов сигнала, укладывающихся наиболее близко к 8 делениям шкалы. Пусть, например, 8 периодов занимают расстояние 4 деления при длительности (коэффициенте развертки) 5 мкс/см. Тогда искомая частота сигнала равна:
где n— количество периодов; l — расстояние в делениях шкалы, занимаемое измеряемым участком; p — длительность развертки (коэффициент развертки).
Другим методом определения частоты является метод сравнения неизвестной частоты с эталонной по фигурам Лиссажу. При этом приборы соединяют как показано на рис. 4.
При сближении частот на экране появляется вращающийся эллипс, остановка которого указывает на полное совпадение частот. При кратном соотношении частот на экране получается более сложная фигура (см. рис. 5), причем частота по вертикали так относится к частоте по горизонтали, как число точек касаний касательной к фигуре по горизонтали относится к числу точек касаний фигуры к касательной по вертикали.
Работа с осциллографом для начинающих
>2) Там ещё есть странная металлическая петелька, мож тоже какой вход? Под ней написано: 1кГц 0,5В.
это под щуп — если его нету, то она те нахер не нужна..
Я немношко калибровал по калибратору встроенному 2кГц.Калибровал только амплитуду и частоту развёртки сверял(оказалась в норме).
Так вот как это называеца!Я помница в детстве про эту хрень в чурнале прочёл(с помощью этих фигур можно измерять RCL мостомым методом) и решил поиграцца.Вот только осцилла небыло у меня и я взял кинескоп от старого чб телека(в корпусе) , запитал от импульсного тиристорного строчника(примитифф был полный , но работал стабильно) с умножителем третий анод кинескопа.1 и 2 ускоряющий аноды , а также сетку(или как там этот запирающий электрод зовёцца) и катод от делителя на переменных и постоянных резисторов(ох и долго же я ёбся над этим делителем.перерыл кучу схем телекофф и осциллофф , а также пару учебникофф физики , но собрал заебись.С регулировкой яркости и фокуса).Питал делитель не помню от чего.
Область применения очень обширна — сигналы на затворах полевиков/IGBT, на различных ногах микрух, хорошо также отслеживать помехи по питанию и пульсации в этих цепях. Кроме того, если не знаешь марку феррита, можно определить к примеру, его магнитную проницаемость (наиболее точно — для колец).
2 Как и главное куда подключать осцил в схемах
У тебя в комплекте с прибором должен быть кабель, на его конце — щуп с небольшим проводочком и зажимом — крокодильчиком. Основным щупом трогаешь проводник, относящийся к исследуемой цепи, крокодил — как правило, на "массу", относительно которой все меряешь.
3 Как с помощью него измерять характеристики
Довольно просто. Цепляешься им к исследуемой цепи, далее ручками горизонтальной и вертикальной развертки добиваешься, чтобы картинка на экране была достаточно крупной и удобной для восприятия. Не знаю, как тебе, но для себя я принял такие критерии: по вертикали — от одной до двух третей высоты экрана, по горизонтали — 2-3 периода. Все это выставляется ручками V/div и time/div соответственно. А чтобы определить амплитуду сигнала и его период, помножь количество клеток на экране, которое занимает кривая, на значение, соответствующее одной клетке. К примеру, по вертикали у тебя график занимает примерно 2.5 клетки, ручка "вертикали" в положении 5 V/div. 5 * 2.5 = 12.5 вольт. То же самое и с горизонтальной, только вместо напруги будет время.
4 Как его настраивать.
Не знаю, как у тебя, а у меня на передней панели есть сециальная "петелька", на которую во время работы подается меандр с частотой 1 кГц, скважностью 2 и амплитудой 0.5 В. Если подвесить к ней щуп, на экране должна отображаться картинка, соответствующая тому, о чем я упомянул. Если нет — добиться этого ручками калибровки по горизонтали и вертикали (по-моему, у тебя это те, которые в центре ручек установки V/div и time/div).
Желательно привести на конкретном примере.
Например щас делаю стокарь на NE555, как осцилл может мне помочь, дабы не угрохать раньше времени конструкцию, из за моих кривых рук.
Ну и всё Теперь по твоим вопросам:
1) (Предварительный просмотр сигнала на затворах фетов) или (на выходе схемы при малых напругах питания). Поможет подать сигнал рукам : "Не втыкать в ризетку, надо чуток подкрутить".
2) Как и куда: Корпус осцилла лучше не землить, а при работе с приборами, имеющими гальваническую связь с сетью — землить КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
Перед измерениями включается голова (и до конца измерений не выключается). Если возможный уровень сигнала больше 100в, то к осциллу подключается делитель (обычно 1:10, ослабляющий сигнал в 10 раз), если он, конечно, не встроен в щуп.
Выставляется необходимое усиление на нужном канале (для начала включи только один канал и работай только с ним, потом освоишь и параллельную работу). Если не знаешь какое — ставь минимальное (против часовой до упора), потом при необходимости увеличишь.
"Минус" щупа (кстати, этот вывод соединён с корпусом осцилла, это верно для обеих каналов) цепляется на провод, относительно которого отсчитывается измеряемый сигнал (чаще всего это — общий провод схемы). "Жало" щупа подсоединяется к месту возможного наличия сигнала .
На конкретном римере:
А)Устройство на 555 (да ивообще все задающие генераторы).
Вход — закрытый.
Смотрим сигнал на выходе 555 (кажется, 3 нога). Общий осцилла — на минус, щуп — к 3 ноге. Форма должна быть очень похожа на прямоугольник. Смотрим, сколько времени занимает период сигнала (расстояние между двумя одинаковыми участками сигнала, в данном примере — между двумя фронтами двух соседних прямоугольников.). Для этого-то и нанесена сетка на экране. Умножаем количество получившихся клеток (можно использовать дробные меры : 1/2, 1/3, 1/4. ) на время прохода лучом одной клетки (согласно Time/Div и кнопке uS/mS). Результат должен быть в единицах СИ. Потом вооружаемся калбкулятором и делим единицу на получившееся число. Ответ — это частота повторения сигнала в герцах.
По количеству занимаемых клеток по вертикали и по положению v/div оцениваем размах сигнала. Должен быть примерно равен напряжению питания (в реальности — чуть меньше, но не в два раза).
Думаем, устраивает ли полученные данные нас
Потом цепляемся на затвор фета и смотрим, насколько сильно ёмкость затвора и сопротивление в его цепи испоганили прямоугольник. Подбором резистора пытаемся добиться более-менее приемлимого результата.
Б)Мост/полумост.
Генератор и нижний (нижние) фет (феты) посмотреть точно так же, как и в предыдущем примере. Верхние феты смотреть так:
-общий осцилла подключить к истоку верхнего фета
-вход — закрытый.
-щуп — на затвор фета.
Подать генерацию. Посмотреть так же, как и описано выше.
В) Общее
Не помешает проверить сигналы и под напряжением (предварительно убеждаемся, что и без него сигнал нормальный) на силовой части схемы. При этом силовая часть должна включаться через токоограничительный резистор. Для мостов/полумостов при измерении сигнала под напругой на силовой (особенно на "верхних" фетах) осциллограф отодвинуть от себя подальше, НЕ ЗЕМЛИТЬ, при поданном силовом руками металлические части осцилла не трогать!
4) А может не надо, а? Найди выход калибратора, получи адекватную картинку и оцени погрешности отображения. Если всё совсем плохо — бери схему и подкручивай. Можно предварительно спросить, что именно. Подскажем. А пока что это лишнее. Освойся А если "настраивать" имелось в виду в другом смысле, то ответ в этом посте где-то выше
Всё вышесказанное основано на собственном опыте и представляет выплёскивание воспоминаний на клавиатуру с применением рук в качестве фильтра
Удачи в измерениях!
Разработка урока «Электронный осциллограф»
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
УРОК ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОННЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ»
а) обучающая: изучение работы осциллографа, измерение с его помощью характеристик электрических сигналов: формы, амплитуды, периода, частоты; формирование ключевых компетенций в интеллектуальной и профессиональной сферах;
б) воспитательная: показ различных методов активизации мыслительной деятельности, умение соединять теоретические знания с практикой, развитие коллективных методов труда, любознательности;
в) развивающая: развитие технического мышления, творческих способностей, способностей к самостоятельной познавательной деятельности.
Тип урока: Урок изучения нового учебного материала.
Вид урока: «Урок-панорама» (урок смешанный).
Система методов обучения:
а) общие обучения: практический, стимулирующий, информационных технологий;
б) преподавания: алгоритмический;
в) учения: практический, частично-поисковый.
Доминирующие приемы преподавания:
— активизация мыслительной деятельности;
— постановка учебных проблем в виде вопросов;
— проверка результатов действий учащихся.
Техническое обеспечение урока: демонстрационный компьютер, мультимедийный проектор, программное обеспечение, изготовленные детьми электронные макеты.
Опорные знания учащихся:
а) Основные понятия, физические величины, законы разделов: электростатика, электрический ток, электромагнитные колебания.
Организационный момент: приветствие, сообщение темы и задач урока, разбитие на команды по ходу урока, хронометраж, сообщение о формах общения и контроля.
1. Введение в тему урока
Вопрос 1. Кто из Вас изготовил к сегодняшнему уроку электронные макеты?
Вопрос 2. Когда мы имеем дело с электрическими схемами, то какие физические величины нам приходится измерять?
Вопрос 3. Какие для этого нам нужны приборы?
Вопрос 4. А есть ли приборы, с помощью которых мы можем измерить сразу все эти параметры?
Пояснение: с помощью тестера мы можем измерить напряжение, ток, сопротивление. А вот есть прибор, с помощью которого мы можем измерять сразу все параметры, снимать вольтамперные характеристики, например, диода, транзистора, изучать свойства магнитных материалов, наблюдать форму исследуемого сигнала. А сигналы, которые выдают собранные вами устройства, самые разнообразные по форме: это может быть синусоида, прямоугольные импульсы, пилообразное напряжение. И этот прибор – осциллограф, изучением которого мы сегодня и займемся.
Предлагает ученикам с помощью микрофона наблюдать на экране осциллограмму (форму сигнала) при произношении различных звуков. (Форма звукового сигнала определяет тембр голоса).
Показывают макеты, перечисляют: акустическое реле, мультивибратор, световой индикатор, номеронабиратель, электрическую сирену.
Демонстрируют работу своих макетов.
Перечисляют: электрический ток, напряжение, частоту сигнала, фазу, мощность, сопротивление.
Амперметр, вольтметр, ваттметр, частотомер, фазометр.
Возможный ответ: тестер
2. Принцип работы осциллографа
Слайд 1. Электронный осциллограф – прибор для наблюдения на экране электронно-лучевой трубки переменных во времени электрических процессов. Электронная пушка служит для создания электронного луча и фокусирования его на экране. Отклоняющая система смещает луч в двух взаимно-перпендикулярных направлениях и состоит из двух пар пластин Х-Х и Y — Y . Экран покрыт люминофором, свечение которого и вызывает электронный луч. Для визуального наблюдения сигнала на пластины Х-Х через усилитель подают напряжение пилообразной формы. В начальный момент времени пятно находится в левой части экрана. По мере роста напряжения оно смещается слева направо, т.е. луч совершает прямой ход. После достижения максимального значения, происходит резкий спад напряжения и электронный луч совершает обратный ход. Затем процесс повторяется и в результате послесвечения люминофора на экране трубки появляется горизонтальная светящаяся линия, служащая осью времени. Если теперь на пластины У-У через усилитель подавать исследуемое напряжение, например, синусоидальной формы, то это вызовет отклонение луча в вертикальном направлении. В результате одновременного действия полей на электронный луч (развертывающего и исследуемого сигнала) на экране возникает его временная развертка. Для получения устойчивого изображения необходимо, чтобы отношение периодов пилообразного напряжения и изучаемого сигнала составляло целое число( ручка синхронизации). Есть ручки для регулировки яркости луча, его фокусировки.
Активное восприятие информации.
3. Измерение амплитуды, периода, частоты. Теоретическая часть.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. Electronics WorkBench . При помощи осциллографа имеется возможность не только наблюдать осциллограмму исследуемого сигнала, но предусматривается возможность измерения амплитуды напряжения, периода и частоты, а также других параметров. Для этих целей в осциллографах имеются калибро-ванные значения усиления вертикального отклонения (ручка пер. «V/дел») и дли-тельности развертки (ручка пер.»mS/дел»). На экран электронно-лучевой трубки нанесена т.н. масштабная сетка. Каждая позиция указанных переключателей обозначена определенным числом, обозначающим цену деления масштаб- ной сетки (К). Для определения численного значения измеряемого параметра исследуемого сигнала достаточно воспользоваться формулой (1). A = К * N (1), где : А — численное значение параметра исслед. сигнала, К — цена деления масштабной сетки. N — число делений масштабной сетки, в которые укладывается измеряемый параметр.
П р и м е р. Предположим, что ручка пер. «V/дел» находится в положении «0.5» т.е. К = 0.5 V/дел , изображение амплитуды синусои-дального сигнала по вертикали укладыва- ется в 3 деления, т.е. N = 3 . Амплитуда напряжения сигнала будет Um = 0.5 * 3 =1,5 V. Аналогично определяются временные пара-метры сигналов. При этом учитывается значение коэффициента длительности развертки (пер.»mS/дел») и число делений масштабной сетки по горизонтали, уклады-ваемых (допустим) на осциллограмму сигнала, cоответствующей периоду. Период определя-ется по формуле 2. Т = К * N (2) Если известен период синусоидального сигнала Т, то частота этого сигнала определяется по формуле 3. f = 1 / Т Hz (3)
П р и м е р 2. Допустим, пер.» mS/дел» установлен в положение 0.5.В осциллограмму, соответствующую периоду исследуемого сигнала укладывается 4 деления. Тогда период
Осциллограф: применение для диагностики автомобиля
Поиск причин неисправностей и их точного расположения в современном авто требует комплексного подхода. Наряду со сканерами механики автосервисов и обычные автовладельцы для проверки автомобильных систем используют осциллографы и мотор-тестеры.
В этом списке особо важное место занимает осциллограф, с его помощью удается не просто диагностировать работу датчиков, форсунок и всей системы зажигания, но и отследить внутренние процессы в динамике, не снимая запчастей с авто. Использование устройства позволяет точно определить вышедший из строя элемент и предпринять своевременные меры по ремонту транспортного средства.
Автотранспорт нового поколения представляет собой сложный механизм, управляемый электронными системами бортового компьютера. Для того, чтобы провести диагностические процедуры, не обойтись без специальных приспособлений.
Осциллографические машины бывают нескольких типов:
Запоминающие или цифровые. Их преимуществом является возможность не только диагностики, но и сохранения информации в памяти. Это значительно расширяет функционал устройств, модели последнего поколения выпускаются с вычислительными функциями.
Стробоскопы предназначены для определения параметров электрических импульсов от исследуемых узлов на текущем отрезке времени, они отображаются на временной шкале устройства.
Специальные модификации анализируют высоковольтные импульсы, часто их применяют при определении правильного момента зажигания.
Принцип работы скоростных моделей основан на параметрах “бегущей волны”. Сигнал проходит синусоидой по экрану с огромной скоростью, что дает возможность дать быструю оценку ситуации в комплексе.
Универсальные приборы оптимальны для использования именно в автомобилях, они могут питаться от прикуривателя, обладают небольшими габаритами и просты в эксплуатации. Такой осциллограф отображает сигналы, полученные со всех электрических узлов машины. Ему под силу исследовать и регистрировать группы импульсов, фрагменты волны и моментальные изменения. Пользователь имеет возможность получать изображения сразу двух импульсов, что позволяет сравнивать различные показатели в динамике.
Особенности использования осциллографов
При начале эксплуатации, особенно устройств прежних поколений, следует обратить внимание на полярность входа и выхода. Хотя большинство моделей сегодня выпускаются с дифференциальной развязкой питания, меры предосторожности лишними не будут.
Современные модификации имеют входное сопротивление в диапазоне от 0,1 до 1 Мом, эти значения подходят для автомобильной электроники. Если неизвестны конкретные значения сопротивления, при включении стоит руководствоваться инструкцией.
Диагностика автомобиля с помощью осциллографа, как и при использовании любого другого диагностического оборудования, происходит при подключении устройства к ЭБУ. Прибор выводит на мониторе импульсы в виде графических колебаний синусоиды. Изображение может выглядеть очень четко в зависимости от диапазона частот, на которые оборудование настроено. Например, если проводится диагностика системы зажигания, аппарат настраивается на диапазон 0-40 кГц, то есть более детальный скрининг требует более широкого диапазона частот.
Научиться пользоваться данным типом диагностического оборудования несложно, обучение занимает не больше времени, чем при освоении смартфона. Если внимательно изучить инструкцию и следовать всем указаниям, эксплуатация будет легкой. Многих покупателей смущает стоимость осциллографа, но если вспомнить, во сколько каждый раз обходится поездка в автосервис, можно понять, что приобретение быстро окупается. Наличие диагностического устройства в салоне гарантирует возможность своевременного ремонта авто в любой ситуации, особенно важно это при дальней поездке.
Купить осциллограф легко в нашем магазине Autocheckers.ru по вполне демократичной цене. Выбирать определенную модель необходимо, исходя из задач, которые вы перед собой ставите. В профессиональной среде используются специализированные осциллографические комплексы, включающие в себя большое количество датчиков и способных считать любые параметры электронной системы автотранспорта.
Для любительского использования в повседневной жизни достаточно приобрести модели типа С1, с его помощью получится проверить все электроцепи и выявить поврежденные узлы.
При покупке следует оценить удобство использования той или иной модели, некоторые нуждаются в питании от общей сети и имеют внушительные габариты. Портативные модификации более удобны, они отличаются меньшими размерами и их можно хранить в салоне постоянно.
Несмотря на огромное количество различных девайсов, выпускаемых для автолюбителей, многие из них при любой поломке обращаются за помощью в автосервисы. Конечно, в некоторых ситуациях без профессионального вмешательства не обойтись, но часто с поломкой под силу справиться водителю самостоятельно, главное провести точную диагностику. Также без самостоятельных действий не обойтись в дороге.
Autochechers.ru уже более десяти лет поставляет диагностическое оборудование для российских потребителей. В наших каталогах представлены модели сканеров, осциллографов, мотор-тестеров как для профессионального, так и любительского использования.
Совершая покупки на нашем сайте, вы получаете не просто качественные товары, позволяющие экономить на обслуживании автомобиля в СТО, но и комплексный сервис. Мы оказываем гарантийную и постгарантийную поддержку, настраиваем устройства, устанавливаем и обновляем ПО, для этих целей мы создали профессиональный сервисный центр. Высококвалифицированные инженеры помогут справиться с любой ситуацией и всегда проведут подробную консультацию по вопросам эксплуатации оборудования.
Купить осциллографы в интернет-магазине autocheckers.ru
Компания Autocheckers предлагает осциллографы разных марок по низким ценам в большом ассортименте. Посмотреть весь модельный ряд вы можете в нашем магазине, а также на сайте. Чтобы приобрести товар, достаточно сделать заказ на сайте и получить осциллограф курьерской доставкой. Мы предлагаем покупателям большой выбор, демократичные расценки, поддержку на всех этапах оформления заказа и подробные консультации по любым вопросам. Приобретайте качественное оборудование на самых выгодных условиях!
