Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Осциллограф: виды и особенности

Осциллограф: виды и особенности

Осциллограф: виды и особенности

В этой статье мы поговорим о таком устройстве как осциллограф. Осциллограф предназначен для записи, контроля и измерений сигналов разных форм, поступающих на вход устройства. Осциллограф может измерять искажения, определять изменения шума и другие параметры сигнала, при этом данные измерений выводятся на экране или в записи.

В основном с осциллографом работают электрики, инженеры и профессиональные настройщики электронных устройств, но могут и радиолюбители или диагносты. При настройке телевизора или другого электронного устройства без осциллографа не обойтись, поэтому данный прибор является одним из самых распространённых измерительных устройств, наряду с мультиметром.

На сегодняшний день представлено множество моделей осциллографов, которые обладают значительным набором измерительных приложений, сенсорным экраном, большой памятью, и высокой скоростью обновления сигналов во время исследований и разработок. Если вы начинающий радиолюбитель или часто работаете с электронными устройствами и планируете к покупке такой прибор, но не знаете как выбрать подходящий, то данная статья поможет вам в этом. Вы узнаете как работает осциллограф, его виды и особенности, и применение.

Осциллограф с 1 49: характеристики

Данное устройство, позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов (электрических). Диапазон частоты варьируется от 0 до 5 мГц. Каждое устройство, обладает отличными друг от друга характеристиками.

Характеристики с 1 49:

  • Осциллограф однолучевой;
  • Напряжения которые измеряет устройство от 20 мВ до 200 В;
  • Интервалы времени от 8 мкс до 0,5 секунды;
  • Пропускание (полоса) от 0 до 5,5 мГц;
  • Погрешность временных интервалов до 10%;
  • Погрешность амплитуды сигнала до 10%;
  • Ширина луча 0,6 мм;
  • Рабочее напряжение 220 Вольт при 50 Гц и 115 Вольт при 400 Гц;
  • Мощность устройства 38 ВА;
  • Экран 36 на 60 мм;
  • Рабочая температура воздуха от – 30 до + 50 0 С.

Осциллограф С1-49 позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов

К параметрам канала Y можно отнести следующие. Его чувствительность составляет от 10 до 20 В/дел. Сопротивление канала на входе достигает 1 мОм. Емкость на входе составляет 50 пикофарад.

К параметрам канала Х относят. Минимальная длительность развертки 0,2 мкс. Максимальная длительность 10 мкс. Сигналы синхронизации внешней от 0,5 до 30 В. Частоты внешней синхронизации от 1 Гц до 5 мГц. Сопротивление на входе 1 мОм.

Обратите внимание! Различные виды осциллографов, имеют незначительное содержание драгметаллов.

Канал Z и его основные параметры. Частоты канала от 30 Гц до 1 мГц. Входное напряжение от 10 до 60 Вольт. Сопротивление на входе 1 мОм. К каждому устройству, прилагается принципиальная схема.

Читайте так же:
Rj45 по цветам картинки

Какие узлы и системы подлежат проверке

Осциллограф Diamag 2

Тестировать можно практически весь двигатель:

  • компрессия и нюансы изменения давления в цилиндрах, работа поршневых колец;
  • разрежение на впуске и противодавление на выпуске, состояние катализатора и клапанов;
  • параметры практической работы системы зажигания, свечей, катушек, высоковольтных проводов, драйверов, регуляторов опережения;
  • работа топливной аппаратуры, форсунок, насоса, регуляторов;
  • состояние газораспределения, сохранность фаз, просмотр анимации газообмена в цилиндрах;
  • работа дополнительных устройств повышения эффективности мотора – наддува, изменения фаз и высоты подъёма клапанов, геометрии трактов впуска и выпуска;
  • сигналы всех датчиков системы управления двигателем и реакция исполнительных механизмов;
  • проверка стартёра, генератора, аккумулятора.

По мере увеличения количества электронных систем в автомобилях растёт и роль осциллографа. Фактически диагност со временем превратится в инженера-электронщика, а представители этой профессии давно срослись с осциллографами, и без них работа просто невозможна.

Разновидности

Типы цифровых осциллографов, в зависимости от конструкции и возможностей, обладают емким сенсорным дисплеем, большим набором измерительных приложений, высокой скоростью обновления показателей на экране и внушительной памятью. Классифицировать их можно по-разному. Например, по принципу действия различают две группы:

  • электронные – подразделяются в свою очередь на цифровые и аналоговые приборы (по принципу обработки информации);
  • электромеханические – подразделяются на выпрямительные, магнитоэлектрические, электродинамические, электромагнитные, термоэлектрические и электростатические модели.

По количеству лучей и каналов различают однолучевые и многолучевые разновидности (16 и более), а также одноканальные и многоканальные (до 16 каналов) аналоги. Эти две группы контрольно-измерительных устройств имеют одно существенное отличие. Многоканальные осциллографы переключатся с одного канала на другой, чтобы наблюдать разные сигналы, из-за чего на высоких скоростях развертки сигналов «рвутся». Благодаря многолучевой трубке такой проблемы не возникает.

В зависимости от характеристик различают:

  • аналоговые;
  • аналогово-цифровые;
  • цифровые – делятся на запоминающие (DSO) и люминофорные (DPO);
  • комбинированные;
  • виртуальные (на базе ПК).

Разновидности осциллографов

В последнее время производители выпускают достаточно много портативных аппаратов, сочетающих в себе функции цифрового осциллографа и мультиметра, которые позволяют работать в полевых условиях. По назначению осциллографы подразделяются на 5 видов: специальные, скоростные, запоминающие, стробоскопические и универсальные (моноблочные модели и вариации со сменными блоками).

Что такое электронный микроскоп

Если на пути электронного луча в электроннолучевой трубке поместить тончайший слой какого-либо вещества, то электроны, проходя сквозь него и сталкиваясь с атомами вещества, будут рассеиваться по различным направлениям.

Если электроны, рассеиваемые данной точкой «предмета», сфокусировать в одну точку на светящемся экране трубки, то эта точка будет являться электронным изображением данной точки предмета.

Читайте так же:
Естественная циркуляция воды в системе отопления

Поскольку характер рассеивания электронов зависит от природы и расположения атомов вещества, т. е. от структуры слоя, через который проходят электроны, то и электронное изображение на экране трубки отобразит эти качества предмета.

При этом электронное изображение на экране трубки может быть сделано увеличенным по сравнению о предметом. Таков принцип устройства наиболее распространенного просвечивающего электронного микроскопа.

Фокусировка электронов может быть осуществлена действием электрического или магнитного поля.

Рассмотрим фокусировку электронов с помощью магнитных катушек, называемых в данном случае магнитными линзами.

Фокусировка осуществляется посредством магнитного поля, линии напряженности которого расположены в направлении хода электронного луча.

Поле такого характера создается кольцевым электромагнитом, концентричным оси электроннолучевой трубки.

Как работает электронный микроскоп

Как работает электронный микроскоп

Рассмотрим движение электронов, вылетающих из некоторой точки О поверхности, испускающей электроны по различным направлениям (рис. 2, а). Разложим скорость υ каждого из электронов на две составляющие: υn — перпендикулярную и υt — параллельную оси магнитного поля (рис. 2, б).

Электрон, имеющий скорость υn, направленную перпендикулярно силовым линиям поля, под действием последнего должен двигаться по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной силовым линиям.

Сложение этого движения с движением под влиянием скорости υt (не изменяющейся под действием магнитного поля) дает в результате движение электрона по винтообразной линии, ось которой совпадает с направлением магнитного поля.

Если рассмотреть некоторое число электронов, испускаемых одной точкой поверхности, то углы, под которыми направлены скорости этих электронов, будут различными, однако теория показывает, что в однородном магнитном поле они все сойдутся (или «сфокусируются») в одной точке О’ (рис. 2, в), находящейся на определенном расстоянии от исходной точки О, которая зависит от напряженности магнитного поля.

При соответствующей конфигурации магнитного поля расстояние А ‘Б’ между точками фокусировки электронов, вылетевших из точек А и Б, может быть сделано отличным от расстояния АБ между самими точками.

Таким образом обеспечивается получение увеличенного изображения. Для того чтобы ограничить размеры поля, катушку помещают в железный корпус с небольшим внутренним кольцевым разрезом (рис. 2 слева).

Ход электронного луча через подобную линзу аналогичен ходу светового луча через стеклянную собирающую линзу.

Устройство электронного микроскопа

Устройство электронного микроскопа

Основу электронного микроскопа составляет электронно-оптическая система, состоящая из источника электронов и ряда электромагнитов (катушек, питаемых постоянным током), выполняющих по отношению к электронным лучам роль оптических линз в обычном микроскопе.

Читайте так же:
Измельчитель для ботвы и травы

На рис. 3 схематически показана электронно-оптическая система простейшего электронного микроскопа и рядом для сравнения система оптического микроскопа, приспособленного для проекции на экран.

Каждая система состоит из конденсорной линзы или соответственно катушки, концентрирующей световые или электронные лучи на предмете.

Далее каждая система состоит из объектива и проекционных линз или соответственно катушек, которые отбрасывают увеличенное изображение предмета на фотопластинку или флуоресцирующий экран.

Как достигается увеличение изображения

При достаточно короткофокусных линзах или при применении большого числа линз увеличение, достигаемое в подобной системе, может быть почти сколь угодно большим.

Предел полезного увеличения в оптических системах обусловлен явлением дифракции световых волн. В принципе подобное ограничение существует и для электронного микроскопа.

Однако длина волны де Бройля, соответствующая электронному лучу, имеет порядок от сотых до тысячных долей миллимикрона.

Сопоставляя эти данные с длиной волны видимого (550 ммк) или даже ультрафиолетового (270 ммк) излучения, можно заключить, что разрешающая способность электронного микроскопа в десятки тысяч раз выше (предел разрешения во столько же раз меньше), чем оптического.

Существующие электронные микроскопы имеют полезные увеличения порядка от 10 000 до 100 000 при пределах разрешения порядка нескольких десятых долей миллимикрона.

Работа применение

На рис. 1 показан внешний вид электронного микроскопа. Микроскоп представляет стационарное устройство высотой около 2 м.

Основу микроскопа составляет вакуумная электроннолучевая трубка Т, постоянно соединенная с ртутным насосом, который при работе микроскопа поддерживает в трубке разрежение порядка 10 -4 мм рт. ст. (вакуум трубки нарушается каждый раз при помещении или удалении из трубки исследуемого препарата).

Насос Н расположен в основании всей конструкции.

В верхней части трубки расположена так называемая электронная пушка, формирующая электронный луч (напряжение, ускоряющее электроны, порядка 40—50 кв).

Вдоль оси трубки расположены магнитные кадушки, управляющие ходом электронных лучей. Вверху трубки находится люк П для помещения препаратов, внизу Ф — для фотопластинок.

Изображение наблюдаемого предмета отбрасывается также на постоянно помещенный в трубке флуоресцирующий экран и наблюдается через окно Н, к которому при необходимости приспосабливается оптический микроскоп.

Под контролем этого наблюдения производится настройка всей электронно-оптической системы микроскопа (Щ—щиток управления).

Объектами наблюдения в электронном микроскопе могут быть мельчайшие частицы вещества (молекулы), бактерии, тончайшие срезы тканей, жидкие среды в форме пленок и т. п.

Подлежащие наблюдению объекты помещаются на кольцевую диафрагму, рамку или на сетку с мельчайшими отверстиями. Таким путем достигается прозрачность препарата для электронных лучей.

Читайте так же:
Инструкция по холодной сварке бизон индия

Инструкция по использованию

Назначение кнопок осциллографа

Назначение кнопок и переключателей. Плата имеет 3 переключателя: коммутация входа, чувствительность и её множитель. Вход переключается на 3 положения:
❶ «GND» — вход замкнут на землю и экран отображает только собственные помехи, можно судить об отклонении от нуля заводских настроек. В идеале линия должна быть на нуле, однако имеются отклонения при разной чувствительности.
❷ «AC» — Вход реагирует только на переменные и пульсирующие токи, при подаче на щуп постоянного напряжения, луч лишь немного дергается. Измерять постоянное напряжение не получится.
❸»DC» — Вход подключен без разделительного конденсатора, поэтому реагирует как на переменное напряжение, так и на постоянное. Можно использовать как милливольтметр.

Чувствительность 1В; 0,1В; 10мВ; в небольших пределах регулируется множителями X1; X2; X5; Произведение чувствительности и множителя — одна клетка на экране по вертикали. Эта величина отображается на экране.

Обозначения на экране осциллографа

Справа от экрана расположено 4 кнопки (1 снизу не в счёт — это перезагрузка): пауза/пуск — позволяет остановить меняющуюся картинку и рассмотреть более подробно, выбор параметра — позволяет выбрать один из нескольких параметров и кнопками +- подкорректировать. Выбираемые параметры (по хронологии нажатий):
❶ Длительность одной клетки по горизонтали, по факту настраивается под нужную частоту;
❷ Режим воспроизведения, не заметил особой разницы между тремя режимами, только незначительные нюансы, режим «AUTO» самый удобный;
❸ Срабатывание триггера, по фронту или спаду сигнала. Я толком не разобрался в этой функции, это связано с наладкой устройств с цифровым, логическим сигналом;
❹ Курсор триггера, можно выставить нужную величину напряжения для срабатывания. При достижении кривой сигнала выставленного значения срабатывает светодиод под экраном. Кроме этого, когда курсор в пределах действующего сигнала, график более удобно рассматривать, он не плывёт. Для аналоговых измерений лучше выставлять его на нуль;
❺ Прокрутка картинки влево/вправо. Функция полезна при паузе — можно рассмотреть кривую сигнала большей длительности, чем позволяет экран;
❻ Курсор нуля, собственно его можно перемещать как вверх, так и вниз. Таким образом можно рассматривать положительные или отрицательные полуволны более подробно;

Что касается параметров измеряемого сигнала в рабочей области экрана — разберёмся, что они означают:
Freq — собственно частота сигнала;
Cycl — время периода;
Pw — время полупериода;
Duty — коэффициент заполнения (западный аналог скважности, 50% равен скважности 2);

Vmax — Максимальное амплитудное значение сигнала;
Vmin — Минимальное амплитудное значение (максимальное отрицательное);
Vavr — Среднее напряжение;
Vpp — Значение от Vmin до Vmax, если размах будет от -5 В до +5 В, то это значение получается 10 В;
Vrms — Среднеквадратическое напряжение;

Читайте так же:
Изготовление формы для литья свинца

Выставление нуля. При первом включении сильно бросается в глаза, что нулевой курсор не совпадает с линией сигнала. Несовпадение это проявляется по-разному при разном положении чувствительности и множителей. Чтобы подкорректировать луч, необходимо кнопкой «Выбор параметра» выбрать курсор нуля, а затем зажать на 2 секунды кнопку «Пауза/пуск». Аналогичным образом курсор триггера выставляется на тот же уровень, что и нуль.

Если не нужны значения сигнала на экране — кнопкой «Выбор параметра» выбирается длительность развертки и на 2 секунды нажимается «Пауза/пуск». Идентично надписи возвращаются на экран.

Самое главное: не стоит забывать, что максимальное входное напряжение на щупах осциллографа не должно превышать 50 В. Для измерений более высоких напряжений нужно сооружать дополнительный делитель или брать другой щуп со встроенным делителем.

Мы обязательно рассмотрим самодельный делитель и корпус к описываемой плате, но позднее. Сейчас же немного затронем практическую часть, а именно — какую пользу может принести эта «игрушка»?

На 5 месте — серия китайских мини-осциллографов DSO

Серия Mini и Nano DSO — это карманные мини-осциллографы с рабочей частотой до 100 кГц — 500 кГц, с 1 — 4 каналами и максимальным напряжением 50 В. Самые популярные модели этой серии: , , 112, , 150, , 203, 211. Отличаются модели между собой в основном корпусом, частотой дискретизации, размером экранчика, количеством каналов.

Пример работы с карманным осциллографом DSO203 смотрите в видеоролике.
Стоимость: 15 — 160 $ в зависимости от модели
Количество каналов: 1 — 4 в зависимости от модели

Аналоги:

  • (30 $, 100 кГц, 1 канал, экран 2,4 дюйма),
  • (70 $, 100 кГц, 1 канал, экран 2,9 дюйма, выглядит приличнее),
  • (160 $, 7 МГц, 2 аналог. + 2 цифр. канала, экран 3 дюйма).
  • (Новинка! 60 $, 30 МГц, 1 канал, экран 2,4 дюйма)
  • низкая частота дискретизации
  • маленькая разрядность АЦП 8 бит, можно только оценить форму сигнала
  • хлипкие разъемы щупов
  • проблемы с софтом — глючит на некоторых моделях, читайте отзывы
  • маленькое разрешение экрана
  • сверхмалые габариты
  • низкая цена осциллографа
  • встроенный аккумулятор

Сфера применения: измерение аудиосигналов, кварцевых генераторов, сигналов блоков питания с ШИМ. Подойдет для выездной диагностики аудиотехники и блоков питания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector