Como usar um osciloscópio? Como usar um osciloscópio digital portátil?

O artigo irá dizer em detalhes como usar o osciloscópio, o que é e para que finalidade é necessário. Nenhum laboratório pode sobreviver sem medir equipamentos ou fontes de sinal, tensões e correntes. E se você planeja projetar e criar vários dispositivos (especialmente se falamos de tecnologia de alta freqüência, por exemplo, fontes de alimentação do inversor), então, sem um osciloscópio para fazer qualquer coisa, será problemático.

O que é um osciloscópio?

Este é um dispositivo que permite "ver" a tensão, ou mais precisamente, sua forma por um certo período de tempo. Com sua ajuda, você pode medir muitos parâmetros – tensão, freqüência, força atual, ângulos de mudanças de fase. Mas o que é bom especialmente este dispositivo, então isso é porque ele permite que você avalie visualmente a forma do sinal. Afinal, na maioria dos casos é ela quem fala sobre o que exatamente acontece no circuito em que a medição é realizada.

Em alguns casos, por exemplo, a tensão pode conter não apenas uma constante, mas também um componente alternado. E a forma do segundo pode estar longe da sinusoide ideal. Tais voltímetros de sinal, por exemplo, são percebidos com grandes erros. Os dispositivos de seta dão um valor, digital – muito menos, e voltímetros de corrente contínua – várias vezes mais. A medida mais precisa é obtida usando o dispositivo descrito no artigo. E não importa se o osciloscópio H3013 é usado (como usá-lo, discutido abaixo) ou outro modelo. As medidas são as mesmas.

Características do dispositivo

Os osciloscópios digitais não podem apenas exibir a forma de onda em tempo real, mas também salvar todos os dados que podem ser lidos em computadores pessoais. De acordo com o oscilograma mostrado na figura acima, você pode determinar algumas características dos sinais:

1. O caráter do sinal é impulso.
2. Os valores negativos não têm um sinal recebido.
3. Há uma mudança muito rápida nos valores de 0 para o máximo e para trás.
4. A duração do pulso é maior do que a duração da pausa em mais de três vezes.

Normalmente, com a ajuda de um osciloscópio, os sinais periódicos são examinados. É sobre eles que serão discutidos no artigo.

Como funciona

O coração de todos os osciloscópios é um tubo de raios catódicos. Isso, pode-se dizer, é uma lâmpada de rádio, portanto, há um vácuo dentro. No cátodo, os elétrons são emitidos. Com a ajuda de um sistema de focagem, um feixe fino é formado a partir desses elétrons. O interior da tela é coberto com uma camada uniforme de fósforo. Ele se ilumina quando exposto a elétrons. Olhando de fora para a tela, você pode ver um ponto claro no meio.

No tubo de raio catódico existem dois pares de placas que direcionam o feixe de elétrons na direção desejada. E seu desvio ocorre em direções perpendiculares (mutuamente). Em termos mais simples, são obtidos dois sistemas de coordenadas. Para monitorar a tensão na tela do monofone, você precisa:

1. Horizontalmente, o feixe deve ser desviado de forma a que o valor de desvio seja diretamente proporcional ao tempo.
2. No plano vertical, é necessário que o valor de desvio seja proporcional à tensão, cujo estudo passa.

Varrer

A tensão de varredura deve ser aplicada às placas que estão localizadas em um plano vertical. É em forma de dente de seda, aumentando lentamente de forma linear, e tem um declínio muito rápido. Neste caso, a tensão positiva faz com que o feixe se desvie para a direita. Um negativo – para o fato de que o feixe se move para a esquerda. Este é o caso se o observador estiver na frente da tela, e você pode ver como o feixe está se movendo da esquerda para a direita. Ao mesmo tempo, sua velocidade é constante. Depois de alcançar a fronteira extrema direita, ele rapidamente passa para o original. Em seguida, o movimento é repetido novamente.

Neste artigo, falaremos o máximo possível sobre como usar o osciloscópio corretamente. O processo acima é chamado de "varredura". A linha de varredura é uma linha (horizontal) desenhada por um feixe na tela. Quando as medições são tomadas, é chamado de linha zero. É também o eixo do tempo no gráfico. A freqüência de varredura não é mais do que a freqüência com a qual o pulso de dente de serra se repete. No processo de medição, não é aplicado. Parâmetros importantes para medições são a velocidade.

Como conectar um osciloscópio importado

A tensão deve ser medida em dois pontos, portanto a entrada do osciloscópio é de dois terminais. Observe que as funções de cada terminal são diferentes:

1. O primeiro é conectado à entrada do amplificador, que desvia o feixe no plano vertical.
2. O segundo terminal é um fio comum (terra, menos, caixa). Possui conexão elétrica diretamente no corpo do dispositivo.

Portanto, pode-se concluir que a tensão de fase em relação à terra é medida usando um osciloscópio. E é necessário saber qual das entradas é a fase. Em dispositivos de fabricação estrangeira, um design de sonda especial é usado. Neles, o fio comum é feito sob a forma de um clipe de crocodilo. A solução mais razoável, uma vez que é este fio que se liga mais frequentemente à caixa metálica do dispositivo em que as medidas são tomadas. Mas a fase é realizada sob a forma de uma agulha. Com sua ajuda, você pode facilmente picar em qualquer lugar de edição impressa, mesmo em um único microprocessador de pé.

Como conectar um osciloscópio doméstico

Na Rússia, existem outros padrões, é por isso que, nos dispositivos da produção doméstica, tudo é diferente. As fichas mais usadas são de 4 mm de diâmetro. E eles são o mesmo, você precisa descobrir alguns sinais, para não confundir a conexão:

1. O pino negativo, como regra, tem um comprimento longo.
2. A cor preta ou marrom é típica do fio de barro.
3. O plugue de terra ou o "fio comum" são marcados no plugue de aterramento.

Mas isso nem sempre pode ser cumprido, uma vez que os cabos são muitas vezes reparados, durante o qual uma ficha está instalada no fio, que está disponível. Com uma probabilidade de 100%, você pode determinar qual fio é zero e qual é a fase, de uma forma. Primeiro, toque com a mão de um plugue, depois o outro. E não depende do modelo, não importa, é o osciloscópio C1-118A (como usar os dispositivos, será informado abaixo) ou algum outro.

No caso de você manter um fio negativo na sua mão, você pode ver uma linha horizontal plana na tela do dispositivo. E se você tocar o fio de fase, um sinusoidismo distorcido aparece na tela com uma grande quantidade de interferência. Estes últimos são observados devido ao fato de que existe uma certa capacidade entre os fios da eletricidade doméstica na sala e seu corpo (o espaço na sala é um dielétrico).

Próximas Etapas

Quando a fase e o menos são determinados, as medições podem ser feitas. Caso não consiga determinar visualmente o comum para todos os elementos do fio, você precisa se conectar aos pontos entre os quais você deseja medir a tensão. Mas na maioria das vezes há um fio comum no circuito, ele pode até ser conectado ao chão. O osciloscópio OMSH-2M é preparado da mesma maneira. Como usar para medir as quantidades será descrito abaixo. Neste caso, o fio de terra do osciloscópio deve estar conectado a ele.

De fato, um osciloscópio é um voltímetro que mostra um gráfico da mudança de tensão em um intervalo de tempo específico. Mas nos permite ver a forma da corrente elétrica. Para fazer isso, você precisa conectar uma resistência de corrente especial. E seu valor deve ser menor do que a impedância do próprio circuito. Neste caso, o resistor não afetará o funcionamento do circuito.

Osciloscópio de dois canais

Também é chamado de duplo feixe, possui uma característica: pode exibir sinais de duas fontes diferentes na tela simultaneamente. Tem dois canais, que são denotados por números romanos. Observe que, em ambos os canais, os terminais negativos estão conectados eletricamente à caixa. Portanto, não conecte esses fios a diferentes partes do circuito durante as medições. Veja como usar o osciloscópio C1-68, por exemplo, para medir a corrente e a tensão simultaneamente.

Além disso, existe o risco de obter informações erradas, uma vez que a cadeia é modificada drasticamente devido a este curto-circuito. A desvantagem é que é impossível observar duas tensões diferentes. Mas não é muito significativo, já que na maioria dos dispositivos, um dos pólos (geralmente o terminal negativo da fonte de alimentação) está conectado ao caso e é comum. Conseqüentemente, as medidas de todas as tensões ocorrem em relação a este fio comum.

Dispositivo de canal duplo

Usando um osciloscópio de dois canais, você pode controlar a corrente e a tensão no circuito ao mesmo tempo. Portanto, mede facilmente o deslocamento de fase entre tensão e corrente. Um canal deve medir a corrente e a segunda – a tensão no circuito investigado. Para medir a corrente, como você se lembra, é necessário incluir no circuito uma resistência com uma certa resistência. Uma vez que o uso do osciloscópio C1-94 e análogos é bastante difícil, você precisa manter a mão os diagramas de conexão recomendados para medir um parâmetro específico.

Vale a pena prestar atenção ao design dos osciloscópios – é um pouco asimétrico. Em outras palavras, a sincronização do primeiro canal é muito melhor e mais estável que a segunda. Portanto, é necessário conectar as saídas do primeiro canal para medir a tensão e não a corrente. Isso permitirá uma exibição mais estável do oscilograma na tela do instrumento. Nunca conecte os terminais negativos dos dois canais a diferentes pontos do circuito! Sempre junte-os.

Controles

No painel frontal do dispositivo, existem várias alças, que são necessárias para o ajuste preciso do osciloscópio. Dois potenciômetros – para controlar canais 1 e 2. Também há uma função para controlar sincronização, digitalização, existe a possibilidade de ajustar o foco, o brilho, a luz de fundo. Se você olhar para a tela, você pode ver que ela é dividida em pequenos quadrados – divisões. Eles devem ser usados para medições. É a estes quadrados que as escalas horizontal e vertical devem ser amarradas. Tais características possuem um osciloscópio C1-67. Como se usam dispositivos deste tipo para medir quantidades serão descritos abaixo.

Observe que a escala horizontal é medida em segundos por divisão. E verticalmente – em volts por divisão. Em regra, em um osciloscópio há aproximadamente 6-10 quadrados em um plano horizontal e 4-8 em um vertical. As linhas centrais são marcadas com riscos, dividem cada segmento em 10 partes (iguais) ou em 5. Graças a essas divisões, podem ser feitos cálculos mais precisos.

Modo de login

No painel frontal há um interruptor especial, que alterna o dispositivo para estados diferentes. Denotado por um símbolo – no topo, uma linha reta, abaixo – um ondulado. Ao transferir para a posição superior, a tensão AC e DC podem entrar na entrada. A entrada está aberta para DC. Ao mudar para a posição inferior, apenas a entrada de tensão CA é permitida. Devido a isso, torna-se possível medir voltagens alternadas muito pequenas (em relação aos valores muito grandes da tensão constante). Real para medições em estágios amplificadores.

Para implementar isso é bastante simples – você precisa conectar o capacitor à entrada do amplificador. Nesse caso, a entrada é fechada. Observe que neste modo, os sinais de baixa freqüência com uma freqüência inferior a 5 Hz estão enfraquecidos. Portanto, eles só podem ser medidos no modo de entrada aberta.

Quando o interruptor é ajustado para a posição do meio, o amplificador é desconectado do conector de entrada e ocorre um curto circuito na carcaça. Devido a isso, é possível configurar a varredura. Uma vez que o uso do osciloscópio C1-49 e análises sem conhecimento dos controles básicos é impossível, vale a pena falar sobre eles com mais detalhes.

Entrada do canal do osciloscópio

O painel frontal tem uma escala no plano vertical – é determinado pelo botão de sensibilidade do canal no qual a medição ocorre. É possível mudar a escala não suavemente, mas passo a passo, com a ajuda de um interruptor. Que valores podem ser configurados com ele, veja o caso ao lado dele. Em um eixo com este interruptor é um regulador para ajuste suave (aqui é como usar o osciloscópio C1-73 e modelos similares).

No painel frontal, você pode encontrar um identificador com a imagem de uma seta bidirecional. Se você rote-lo, o gráfico deste canal começará a se mover no plano vertical (down-up). Observe que perto desta alça existe um símbolo gráfico que mostra a maneira de roteá-lo para alterar o valor do multiplicador para o lado menor ou maior. Os controles de ambos os canais são os mesmos. Além disso, no painel frontal há botões para ajustar o contraste, brilho, sincronização. Vale ressaltar que o osciloscópio de bolso digital (como usar o dispositivo, estamos considerando) também possui várias opções para exibir gráficos.

Como as medidas são feitas

Continuamos a descrever como usar um osciloscópio digital ou um analógico. É importante notar que todos eles têm uma desvantagem. Vale a pena mencionar um recurso – todas as medições são realizadas visualmente, então existe o risco de que o erro seja alto. Também deve ser levado em consideração o fato de que as tensões de varredura têm uma linearidade extremamente baixa, o que leva a um erro na medição da mudança de fase ou da freqüência em cerca de 5%. Para minimizar esses erros, é necessária uma condição simples: o gráfico deve ocupar aproximadamente 90% da área da tela. Quando as medições de freqüência e tensão são realizadas (há um intervalo de tempo), os ajustadores de ganho para o sinal de entrada e a velocidade de varredura devem ser ajustados para as posições extrema direita. Vale a pena notar um recurso: uma vez que um osciloscópio digital pode ser usado mesmo por um iniciante, os instrumentos com um tubo de feixe de elétrons perderam relevância.

Como medir o estresse

Para medir a tensão, você deve usar os valores da escala no plano vertical. Primeiro você precisa fazer uma dessas ações:

1. Conecte os dois terminais de entrada do osciloscópio um ao outro.
2. Mude o interruptor do modo de entrada para a posição que corresponde à conexão ao fio comum. Em seguida, o regulador, ao lado do qual a seta bidirecional é mostrada, é garantir que a linha de varredura coincida com a linha central (horizontal) na tela.

Traduzir unidade no modo de medição, e aplicando o sinal de entrada que está a ser investigado. Ao mesmo tempo em qualquer posição de trabalho o selector de modo está definido. E aqui é como usar um osciloscópio digital portátil? Um pouco mais difícil – nestes dispositivos muito mais ajustes.

Como resultado, você pode ver na tela um determinado horário. Para medir com precisão a altura da pega para ser utilizado com a imagem de uma seta dupla horizontal. Para garantir que o ponto superior do gráfico cair na linha vertical no centro. Ele tem uma graduação, por isso, é muito mais fácil de calcular a tensão eficaz no circuito.

Como medir a frequência

Usando osciloscópio pode fazer medições de intervalos de tempo, em particular, o período do sinal. Você entende que qualquer frequência de sinal é sempre proporcional ao período. medição período pode ser realizado em qualquer forma de onda de domínio. Mas é mais conveniente e mais preciso para realizar a medição nos pontos em que o gráfico intercepta o eixo horizontal. Portanto, antes de iniciar as medições se de definir varredura clara em uma linha horizontal, localizado no centro. Assim como usar um osciloscópio digital portátil é muito mais fácil do que a analógica, passado muito longe e raramente são usados para a medição.

Além disso, utilizando a pega, designada horizontal seta de duas pontas, que é necessário para deslocar o início do período com a linha mais à esquerda na tela. Depois de calcular o período do sinal é possível, utilizando uma fórmula simples para calcular a frequência. Para fazer isso, a unidade, dividido pelo período anterior calculada. precisão de medição varia. Para aumentar a isso, é necessário, tanto quanto possível esticar o gráfico horizontalmente.

Preste atenção a uma regra: com o aumento da freqüência diminui período (uma vez que a proporção do inverso). E vice-versa – com um período de diminuição é o aumento da frequência. O baixo valor do erro – é quando é inferior a 1 por cento. Mas uma alta precisão, tais cada osciloscópio é capaz de fornecer. Apenas para digitais, em que a varredura linear, você pode obter tais medições precisas.

Tal como determinado pelo deslocamento de fase

E agora sobre como usar o S1-112A osciloscópio para medir a mudança de fase. Mas, para começar – determinação. O deslocamento de fase – uma característica de mostrar como estão dispostos uns em relação aos outros dois processos (vibracionais) por algum tempo. Além disso, a medição não é em segundos, e em partes do período. Em outras palavras, a unidade de medida – uma unidade de canto. Se os sinais são igualmente posicionados mutuamente, eles têm deslocamento de fase também irá ser o mesmo. Além disso, ele não depende da freqüência e do período – a escala real dos gráficos no eixo horizontal (tempo) pode ser qualquer.

precisão máxima será de, no caso de esticar a programação para toda a extensão da tela. Em um gráfico osciloscópio analógico do sinal para cada canal terá um brilho e cor. Para distinguir estes gráficos do outro, você precisa fazer para cada sua amplitude. E a tensão que é aplicada ao primeiro canal, é importante para fazer tão grande quanto possível. Isso gera muito melhor para manter a sincronização de imagens na tela. Veja como usar o S1-112A osciloscópio. Outros dispositivos diferem ligeiramente em operação.