Máy hiện sóng là một thiết bị biểu diễn cường độ dòng điện, hiệu điện thế, tần số và độ lệch pha của một mạch điện. Thiết bị hiển thị tỷ lệ thời gian và cường độ của tín hiệu điện. Tất cả các giá trị được hiển thị bằng biểu đồ hai chiều đơn giản.
Nội dung
Máy hiện sóng để làm gì?
Máy hiện sóng được sử dụng bởi những người nghiệp dư điện tử và radio để đo:
- biên độ của tín hiệu điện - tỷ số giữa điện áp và thời gian;
- phân tích sự chuyển pha;
- xem sự biến dạng của tín hiệu điện;
- dựa vào kết quả tính tần số của dòng điện.
Mặc dù thực tế là máy hiện sóng thể hiện các đặc tính của tín hiệu được phân tích, nó thường được sử dụng để xác định các quá trình xảy ra trong mạch điện.Nhờ biểu đồ dao động, các chuyên gia nhận được thông tin sau:
- hình dạng của một tín hiệu tuần hoàn;
- giá trị của cực dương và cực âm;
- phạm vi thay đổi tín hiệu trong thời gian;
- khoảng thời gian của nửa chu kỳ dương và âm.
Hầu hết thông tin này có thể thu được bằng vôn kế. Tuy nhiên, sau đó bạn sẽ phải thực hiện các phép đo với tần suất vài giây. Đồng thời, tỷ lệ sai số tính toán lớn. Làm việc với máy hiện sóng giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian trong việc thu thập dữ liệu cần thiết.
Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng
Máy hiện sóng thực hiện các phép đo bằng ống tia âm cực. Đây là loại đèn tập trung dòng điện được phân tích thành một chùm tia. Nó chạm vào màn hình của thiết bị, lệch theo hai hướng vuông góc:
- dọc - hiển thị điện áp đang nghiên cứu;
- ngang - hiển thị thời gian đã trôi qua.
Hai cặp bản cực âm của ống tia có nhiệm vụ làm lệch chùm tia. Những vật đặt theo phương thẳng đứng luôn được cung cấp năng lượng. Điều này giúp phân phối các giá trị cực. Lực hút dương lệch sang phải, lực hút âm lệch sang trái. Do đó, dòng trên màn hình thiết bị di chuyển từ trái sang phải với tốc độ không đổi.
Dòng điện cũng tác dụng lên các tấm nằm ngang, làm lệch tia chỉ thị hiệu điện thế. Điện tích dương tăng, điện tích âm giảm. Vì vậy, trên màn hình của thiết bị xuất hiện một đồ thị hai chiều tuyến tính, được gọi là đồ thị dao động.
Khoảng cách mà chùm tia đi từ mép trái sang mép phải của màn hình được gọi là độ quét. Đường ngang chịu trách nhiệm về thời gian đo.Ngoài đồ thị đường 2D tiêu chuẩn, còn có các đường quét hình tròn và hình xoắn ốc. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng không thuận tiện như các biểu đồ dao động cổ điển.
Phân loại và các loại
Có hai loại máy hiện sóng chính:
- analog - thiết bị đo tín hiệu trung bình;
- kỹ thuật số - thiết bị chuyển đổi giá trị đo nhận được sang định dạng "kỹ thuật số" để truyền tải thông tin xa hơn.
Theo nguyên tắc hoạt động, có sự phân loại như sau:
- Các mô hình phổ thông.
- Thiết bị đặc biệt.
phổ biến nhất là những thiết bị phổ biến. Các máy hiện sóng này được sử dụng để phân tích các loại tín hiệu khác nhau:
- điều hòa;
- xung động đơn lẻ;
- các gói xung động.
Các thiết bị phổ thông được thiết kế cho nhiều loại thiết bị điện. Chúng cho phép bạn đo tín hiệu trong phạm vi vài nano giây. Sai số đo là 6-8%.
Máy hiện sóng vạn năng được chia thành hai loại chính:
- monoblock - có một chuyên ngành đo lường chung;
- với các khối có thể hoán đổi cho nhau - thích ứng với một tình huống và loại thiết bị cụ thể.
Các thiết bị đặc biệt được phát triển cho một loại thiết bị điện nhất định. Vì vậy có các máy hiện sóng cho tín hiệu vô tuyến, phát sóng truyền hình hoặc công nghệ kỹ thuật số.
Các thiết bị phổ thông và đặc biệt được chia thành:
- tốc độ cao - được sử dụng trong các thiết bị tốc độ cao;
- bộ nhớ - thiết bị lưu trữ và tái tạo các chỉ báo đã được thực hiện trước đó.
Khi lựa chọn một thiết bị, bạn nên nghiên cứu kỹ các phân loại và chủng loại để mua một thiết bị cho một tình huống cụ thể.
Các thông số kỹ thuật chính của thiết bị và
Mỗi thiết bị có một số đặc tính kỹ thuật sau:
- Hệ số sai số có thể xảy ra khi đo điện áp (đối với hầu hết các thiết bị, giá trị này không vượt quá 3%).
- Giá trị của đường cơ sở thiết bị - đặc tính này càng lớn thì khoảng thời gian quan sát càng dài.
- Đặc tính đồng bộ, bao gồm: dải tần số, các mức tối đa và tính không ổn định của hệ thống.
- Các thông số về độ lệch dọc của tín hiệu với điện dung đầu vào của thiết bị.
- Giá trị phản hồi bước hiển thị thời gian tăng và vượt quá.
Ngoài các giá trị cơ bản được liệt kê ở trên, máy hiện sóng có các tham số bổ sung, dưới dạng đặc tính biên độ-tần số, thể hiện sự phụ thuộc của biên độ vào tần số tín hiệu.
Máy hiện sóng kỹ thuật số cũng có rất nhiều bộ nhớ trong. Tham số này chịu trách nhiệm về lượng thông tin mà thiết bị có thể ghi lại.
Các phép đo được thực hiện như thế nào
Màn hình máy hiện sóng được chia thành các ô nhỏ gọi là vạch chia. Tùy thuộc vào thiết bị, mỗi ô vuông sẽ bằng một giá trị nhất định. Chỉ định phổ biến nhất: một bộ phận - 5 đơn vị. Ngoài ra, trên một số thiết bị còn có một núm điều khiển tỷ lệ của đồ thị, để người dùng thực hiện các phép đo thuận tiện và chính xác hơn.
Trước khi bắt đầu bất kỳ loại phép đo nào, bạn phải kết nối máy hiện sóng với mạch điện. Đầu dò được kết nối với bất kỳ kênh miễn phí nào (nếu thiết bị có nhiều hơn 1 kênh) hoặc với bộ tạo xung, nếu có trong thiết bị. Sau khi kết nối, các hình ảnh tín hiệu khác nhau sẽ xuất hiện trên màn hình của thiết bị.
Nếu tín hiệu thiết bị nhận được không liên tục, thì vấn đề nằm ở kết nối của đầu dò. Một số trong số chúng được trang bị các vít thu nhỏ cần được siết chặt. Cũng trong máy hiện sóng kỹ thuật số, giả thuyết định vị tự động giải quyết vấn đề tín hiệu không liên tục.
Đo lường hiện tại
Khi đo dòng điện bằng máy hiện sóng kỹ thuật số, bạn nên tìm ra loại hiện tại cần được quan sát. Máy hiện sóng có hai chế độ hoạt động:
- Dòng điện một chiều ("DC") cho dòng điện một chiều;
- Dòng điện xoay chiều ("AC") cho biến.
Dòng điện một chiều được đo khi bật chế độ "Dòng điện một chiều". Các đầu dò của thiết bị phải được kết nối với nguồn điện phù hợp với các cực. Cá sấu đen tham gia trừ, cá sấu đỏ tham gia cộng.
Một đường thẳng sẽ xuất hiện trên màn hình của thiết bị. Giá trị của trục tung sẽ tương ứng với thông số điện áp không đổi. Cường độ dòng điện có thể được tính theo định luật Ohm (điện áp chia cho điện trở).
Dòng điện xoay chiều có dạng hình sin, do hiệu điện thế cũng thay đổi được. Vì vậy, giá trị của nó chỉ có thể được đo lường trong một khoảng thời gian nhất định. Tham số cũng được tính bằng định luật Ohm.
Đo điện thế
Để đo điện áp của tín hiệu, bạn cần trục tọa độ dọc của đồ thị hai chiều tuyến tính. Bởi vì điều này, tất cả sự chú ý sẽ được tập trung vào chiều cao của dạng sóng. Vì vậy, trước khi bắt đầu quan sát, bạn nên điều chỉnh màn hình thuận tiện hơn cho việc đo đạc.
Sau đó, chúng tôi chuyển thiết bị sang chế độ DC. Chúng tôi gắn các đầu dò vào mạch và quan sát kết quả. Một đường thẳng sẽ xuất hiện trên màn hình của thiết bị, giá trị của nó sẽ tương ứng với điện áp của tín hiệu điện.
Đo tần số
Trước khi bạn hiểu cách đo tần số của tín hiệu điện, bạn nên biết chu kỳ là gì, vì hai khái niệm này có mối quan hệ với nhau. Một chu kỳ là khoảng thời gian nhỏ nhất mà sau đó biên độ bắt đầu lặp lại.
Dễ dàng hơn để xem chu kỳ trên máy hiện sóng bằng cách sử dụng trục thời gian nằm ngang. Chỉ cần để ý sau khoảng thời gian nào thì biểu đồ đường bắt đầu lặp lại mô hình của nó. Tốt hơn nên coi đầu kỳ là những điểm tiếp xúc với trục hoành, cuối kỳ lặp lại cùng một tọa độ.
Để thuận tiện hơn trong việc đo khoảng thời gian của tín hiệu, tốc độ quét được giảm xuống. Trong trường hợp này, sai số đo không quá cao.
Tần số là một giá trị tỷ lệ nghịch với chu kỳ được phân tích. Nghĩa là, để đo giá trị, bạn cần chia một giây thời gian cho số khoảng thời gian xảy ra trong khoảng thời gian này. Tần số kết quả được đo bằng Hertz, tiêu chuẩn của Nga là 50 Hz.
Đo độ lệch pha
Dịch pha được coi là - vị trí tương đối của hai quá trình dao động trong thời gian. Tham số được đo bằng phần nhỏ của chu kỳ tín hiệu, do đó, bất kể bản chất của chu kỳ và tần số, các dịch pha giống nhau có một giá trị chung.
Điều đầu tiên cần làm trước khi đo là tìm ra tín hiệu nào đi sau tín hiệu kia và sau đó xác định giá trị dấu của tham số. Nếu dòng điện đang dẫn, thì tham số dịch góc là âm. Trong trường hợp khi điện áp ở phía trước, dấu của giá trị là dương.
Để tính toán mức độ dịch pha, bạn nên:
- Nhân 360 độ với số ô lưới giữa các khoảng thời gian đầu.
- Chia kết quả cho số lần phân chia trong một chu kỳ tín hiệu.
- Chọn một dấu hiệu tiêu cực hoặc tích cực.
Thật bất tiện khi đo độ lệch pha trong máy hiện sóng tương tự, vì đồ thị hiển thị trên màn hình có cùng màu và tỷ lệ. Đối với các quan sát kiểu này, thiết bị kỹ thuật số hoặc thiết bị hai kênh được sử dụng để đặt các biên độ khác nhau trên một kênh riêng biệt.
Các bài tương tự:
