 |
Инструкция по эксплуатации. Применение
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Что собой представляет и для чего предназначен данный занимательный прибор, каковоприменение осциллографа? Если заглянуть в толковый словарь, то мы увидим, что осциллограф – это измерительный прибор, при помощи которого наблюдают зависимость между двумя или более быстро изменяющимися величинами (электрическими либо преобразованными в электрические). Если же сказать, немного перефразировав, то назначение осциллографа – отображение на специальном экране кривых напряжения или тока как функции времени. Образовано слово «осциллограф» от слов «осциллум» – колебания, и слова «графо» – пишу. Иногда можно встретить другое название данного прибора – осциллоскоп, что есть прибор, предназначенный для наблюдения за формами колебаний.
Основная деталь осциллографа – это электронно-лучевая трубка, своей формой напоминающая кинескоп телевизора. Изнутри экран трубки покрыт люминофором, данное вещество обладает способностью светиться под воздействием бомбардирующих её электронов. В зависимости от величины потока электронов изменяется яркость свечения части экрана, в которую этот поток попадает. Исходит поток из электронной пушки, состоящей из подогревателя и катода. Эти элементы являются основными в конструкции прибора.
При использовании осциллографа можно наблюдать уровни меняющихся напряжений, периодические сигналы, измерять напряжение, ширину прямоугольных импульсов, напряжение.
Основные виды применяемых осциллографов это аналогово-цифровой и цифровой осциллограф. Аналогово-цифровой осциллограф позволяет наблюдать сигналы однократные и также сигналы, медленно изменяющиеся в режиме самописца. Имеет режимы автоматических и курсорных измерений.
|
|
|
Цифровой осциллограф обладает большими возможностями. Одновременно позволяет измерять до восьми параметров разных сигналов, всего более 40 параметров. Имеет режим синхронизации, сохраняют отдельные программы либо группы программ, имеют функцию печати информации, передачи по каналу Интернет, создание, обработка и хранение массивов данных – и это ещё не весь перечень возможностей данного прибора, который можно назвать также компьютерный осциллограф.
Надёжность и простота характеризуют использование осциллографа, именно они позволили найти применение приборам в различных сферах жизни современного человека, от диагностики автомобильных систем до медицины.
КЛАССИФИКАЦИЯ
По типу действия осциллографы бывают:
- электромеханические
- электронные
- электронно-лучевые
Электромеханическй осциллограф состоит из узлов: вибраторов, оптической системы, приспособления для наблюдения и фотографирования исследуемого тока. Вибратор представляет собой натянутую бронзовую ленточку в виде петли и находится в поле постоянного магнита. Ток, проходящий по петле, взаимодействует с полем постоянного магнита, в результате чего появляется вращающий момент, под действием которого петля и прикрепленное к ней зеркальце повернуться в ту или иную сторону в зависимости от направления тока в петле, а угол отклонения будет пропорционален мгновенному значению тока. Луч света от лампы через диафрагму и фокусирующую линзу попадает на зеркальце вибратора. Отраженный от него луч через фокусирующую линзу падает на поверхность движущейся светочувствительной бумаги или кинопленки. Часть луча света с помощью призмы отбрасывается на вращающийся многогранный зеркальный барабан и отражается от него на матовый экран. При одновременном движении луча света, отраженного от колеблющегося зеркальца, и равномерном вращении барабана луч света вычертит на экране кривую исследуемого тока. Электромеханические осциллографы могут записывать процессы с частотой от нуля до 5 – 10 кГц.
|
|
|
Электронный осциллограф позволяет наблюдать периодические процессы с частотой до сотен мегагерц. Основной частью осциллографа является вакуумная электронно-лучевая трубка. Под действием тока накала катод К излучает электроны, которые с помощью сетки и анодов А1 и А2 формируются в электронный луч и направляются на экран, покрытый слоем люминофора. Измеряемое напряжение прикладывается к паре горизонтально расположенных пластин; вторая пара пластин расположена вертикально, и к ней приложено периодически изменяющееся во времени линейное напряжение ''развертки''. Если частоты периодических напряжений совпадают, то светлое пятно на экране за время Т будет следовать с постоянной скоростью по горизонтали и одновременно смещаться по вертикали под действием напряжения, прочерчивая в результате кривую исследуемого напряжения.
Электронно-лучевой осциллограф позволяет измерять сигнал с высокой чувствительностью и малой инерционностью. Бывают универсальные, запоминающие, специальные и т.д. Бывают одно, двух и многолучевыми.
ПРОИЗВОДСТВО
Существует большое количество компаний, которые производят осциллографы. Они находятся по всему миру, также большое количество фирм находится именно в России.
У каждого производителя может быть как множество устройств, как и единицы. У некоторых компаний насчитывается более 100 видов осциллографов, которые имеют разную форму, габаритность, метрологические характеристики и цену.
Одни из самых популярных компаний по производству осциллографов:
- брянский завод ООО «НПФ «Электроаппарат»;
- компания ЭЛИКС;
- ООО «НПФ «Электроаппарат».
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПРИМЕНЕНИЕ
Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала. Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.
|
|
|
Рисунок 1 - панель управления типичного двухлучевого осциллографа
К органам управления и индикации осциллографа относятся:
Экран. Электронно-лучевой осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов. На экран нанесена разметка в виде сетки. У цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки. У аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением.
Сигнальные входы. Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т.д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)
Триггер. Если запуск развёртки никак не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае осциллограф отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же месте. Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую триггер.
Триггер в осциллографе — это устройство, которое задерживает запуск развёртки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия. Триггер имеет как минимум две настройки:
|
|
|
- Уровень сигнала: задаёт входное напряжение (в вольтах), при достижении которого запускается развёртка
- Тип запуска: по фронту или по спаду
|
|
|
