Ο παλμογράφος είναι μια συσκευή που δείχνει την ένταση ρεύματος, την τάση, τη συχνότητα και τη μετατόπιση φάσης ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Η συσκευή εμφανίζει την αναλογία χρόνου και έντασης του ηλεκτρικού σήματος. Όλες οι τιμές εμφανίζονται χρησιμοποιώντας ένα απλό δισδιάστατο γράφημα.
Περιεχόμενο
Σε τι χρησιμεύει ο παλμογράφος;
Ένας παλμογράφος χρησιμοποιείται από ηλεκτρονικούς και ραδιοερασιτέχνες για τη μέτρηση:
- το πλάτος του ηλεκτρικού σήματος - ο λόγος της τάσης και του χρόνου.
- αναλύστε τη μετατόπιση φάσης.
- δείτε την παραμόρφωση του ηλεκτρικού σήματος.
- με βάση τα αποτελέσματα, υπολογίστε τη συχνότητα του ρεύματος.
Παρά το γεγονός ότι ο παλμογράφος δείχνει τα χαρακτηριστικά του αναλυόμενου σήματος, χρησιμοποιείται συχνότερα για την αναγνώριση διεργασιών που συμβαίνουν σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.Χάρη στον παλμογράφο, οι ειδικοί λαμβάνουν τις ακόλουθες πληροφορίες:
- σχήμα περιοδικού σήματος.
- τιμή θετικής και αρνητικής πολικότητας.
- εύρος αλλαγής σήματος στο χρόνο.
- τη διάρκεια του θετικού και του αρνητικού μισού κύκλου.
Οι περισσότερες από αυτές τις πληροφορίες μπορούν να ληφθούν με ένα βολτόμετρο. Ωστόσο, τότε θα πρέπει να κάνετε μετρήσεις με συχνότητα αρκετών δευτερολέπτων. Ταυτόχρονα, το ποσοστό των σφαλμάτων υπολογισμού είναι μεγάλο. Η εργασία με έναν παλμογράφο εξοικονομεί πολύ χρόνο για τη λήψη των απαραίτητων δεδομένων.
Η αρχή λειτουργίας του παλμογράφου
Ένας παλμογράφος λαμβάνει μετρήσεις χρησιμοποιώντας καθοδικό σωλήνα ακτίνων. Αυτή είναι μια λάμπα που εστιάζει το αναλυόμενο ρεύμα σε μια δέσμη. Χτυπά στην οθόνη της συσκευής, αποκλίνοντας σε δύο κάθετες κατευθύνσεις:
- κατακόρυφο - δείχνει την υπό μελέτη τάση.
- οριζόντια - δείχνει τον χρόνο που έχει παρέλθει.
Δύο ζεύγη πλακών καθοδικού σωλήνα είναι υπεύθυνα για την εκτροπή της δέσμης. Αυτά που βρίσκονται κατακόρυφα είναι πάντα ενεργοποιημένα. Αυτό βοηθά στην κατανομή των τιμών πολικότητας. Η θετική έλξη αποκλίνει προς τα δεξιά, η αρνητική έλξη αποκλίνει προς τα αριστερά. Έτσι, η γραμμή στην οθόνη του οργάνου μετακινείται από αριστερά προς τα δεξιά με σταθερή ταχύτητα.
Ένα ηλεκτρικό ρεύμα δρα επίσης στις οριζόντιες πλάκες, το οποίο εκτρέπει τον δείκτη τάσης της δέσμης. Το θετικό φορτίο είναι επάνω, το αρνητικό φορτίο μειώνεται. Έτσι στην οθόνη της συσκευής εμφανίζεται ένα γραμμικό δισδιάστατο γράφημα, το οποίο ονομάζεται παλμογράφος.
Η απόσταση που διανύει η δέσμη από το αριστερό στο δεξί άκρο της οθόνης ονομάζεται σάρωση. Η οριζόντια γραμμή είναι υπεύθυνη για το χρόνο μέτρησης.Εκτός από το τυπικό 2D γραμμικό γράφημα, υπάρχουν επίσης κυκλικές και σπειροειδείς σαρώσεις. Ωστόσο, η χρήση τους δεν είναι τόσο βολική όσο οι κλασικοί παλμογράφοι.
Ταξινόμηση και τύποι
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι παλμογράφων:
- αναλογικές - συσκευές για τη μέτρηση των μέσων σημάτων.
- ψηφιακές - συσκευές μετατρέπουν την τιμή μέτρησης που λαμβάνεται σε "ψηφιακή" μορφή για περαιτέρω μετάδοση πληροφοριών.
Σύμφωνα με την αρχή της δράσης, υπάρχει η ακόλουθη ταξινόμηση:
- Universal μοντέλα.
- Ειδικός εξοπλισμός.
δημοφιλέστερος είναι καθολικές συσκευές. Αυτοί οι παλμογράφοι χρησιμοποιούνται για την ανάλυση διαφόρων τύπων σημάτων:
- αρμονικός;
- μεμονωμένες παρορμήσεις?
- παρορμητικά πακέτα.
Οι συσκευές γενικής χρήσης έχουν σχεδιαστεί για μια ποικιλία ηλεκτρικών συσκευών. Σας επιτρέπουν να μετράτε σήματα στην περιοχή μερικών νανοδευτερόλεπτων. Το σφάλμα μέτρησης είναι 6-8%.
Οι καθολικοί παλμογράφοι χωρίζονται σε δύο κύριους τύπους:
- monoblock - έχουν μια κοινή εξειδίκευση μέτρησης.
- με εναλλάξιμα μπλοκ - προσαρμοστείτε σε μια συγκεκριμένη κατάσταση και τύπο συσκευής.
Ειδικές συσκευές αναπτύσσονται για συγκεκριμένο τύπο ηλεκτρικού εξοπλισμού. Υπάρχουν λοιπόν παλμογράφοι για ραδιοφωνικό σήμα, τηλεοπτική μετάδοση ή ψηφιακή τεχνολογία.
Οι γενικές και ειδικές συσκευές χωρίζονται σε:
- υψηλής ταχύτητας - χρησιμοποιείται σε συσκευές υψηλής ταχύτητας.
- μνήμη - συσκευές που αποθηκεύουν και αναπαράγουν δείκτες που είχαν δημιουργηθεί στο παρελθόν.
Όταν επιλέγετε μια συσκευή, θα πρέπει να μελετήσετε προσεκτικά τις ταξινομήσεις και τους τύπους για να αγοράσετε μια συσκευή για μια συγκεκριμένη κατάσταση.
Συσκευή και κύριες τεχνικές παράμετροι
Κάθε συσκευή έχει έναν αριθμό από τα ακόλουθα τεχνικά χαρακτηριστικά:
- Ο συντελεστής πιθανού σφάλματος κατά τη μέτρηση της τάσης (για τις περισσότερες συσκευές, αυτή η τιμή δεν υπερβαίνει το 3%).
- Η τιμή της γραμμής βάσης της συσκευής - όσο μεγαλύτερο είναι αυτό το χαρακτηριστικό, τόσο μεγαλύτερη είναι η χρονική περίοδος παρατήρησης.
- Χαρακτηριστικό συγχρονισμού, που περιέχει: εύρος συχνοτήτων, μέγιστα επίπεδα και αστάθεια συστήματος.
- Παράμετροι της κατακόρυφης απόκλισης του σήματος με την χωρητικότητα εισόδου του εξοπλισμού.
- Τιμές απόκρισης βήματος που δείχνουν χρόνο ανόδου και υπέρβαση.
Εκτός από τις βασικές τιμές που αναφέρονται παραπάνω, οι παλμογράφοι έχουν πρόσθετες παραμέτρους, με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού πλάτους-συχνότητας, το οποίο δείχνει την εξάρτηση του πλάτους από τη συχνότητα του σήματος.
Οι ψηφιακοί παλμογράφοι έχουν επίσης πολλή εσωτερική μνήμη. Αυτή η παράμετρος είναι υπεύθυνη για τον όγκο των πληροφοριών που μπορεί να καταγράψει η συσκευή.
Πώς γίνονται οι μετρήσεις
Η οθόνη του παλμογράφου χωρίζεται σε μικρά κελιά που ονομάζονται διαιρέσεις. Ανάλογα με τη συσκευή, κάθε τετράγωνο θα είναι ίσο με μια συγκεκριμένη τιμή. Η πιο δημοφιλής ονομασία: ένα τμήμα - 5 μονάδες. Επίσης, σε ορισμένες συσκευές υπάρχει ένα κουμπί για τον έλεγχο της κλίμακας του γραφήματος, ώστε να είναι πιο βολικό και ακριβές για τους χρήστες να κάνουν μετρήσεις.
Πριν ξεκινήσετε οποιοδήποτε είδος μέτρησης, πρέπει να συνδέσετε τον παλμογράφο στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Ο αισθητήρας είναι συνδεδεμένος σε οποιοδήποτε από τα ελεύθερα κανάλια (εάν η συσκευή έχει περισσότερα από 1 κανάλια) ή στη γεννήτρια ερεθισμάτων, εάν είναι διαθέσιμη στη συσκευή. Μετά τη σύνδεση, στην οθόνη της μονάδας θα εμφανιστούν διάφορες εικόνες σήματος.
Εάν το σήμα που λαμβάνει η συσκευή είναι διακοπτόμενο, τότε το πρόβλημα έγκειται στη σύνδεση του αισθητήρα. Μερικά από αυτά είναι εξοπλισμένα με μικροσκοπικές βίδες που πρέπει να σφίξουν. Επίσης στους ψηφιακούς παλμογράφους, η μυθοπλασία αυτόματης τοποθέτησης λύνει το πρόβλημα ενός διακοπτόμενου σήματος.
Τρέχουσα μέτρηση
Κατά τη μέτρηση ρεύματος με ψηφιακό παλμογράφο, θα πρέπει να μάθετε ποιο είδος ρεύματος χρειάζεται να παρατηρηθεί. Οι παλμογράφοι έχουν δύο τρόπους λειτουργίας:
- Συνεχές ρεύμα ("DC") για συνεχές ρεύμα.
- Εναλλασσόμενο ρεύμα ("AC") για μεταβλητή.
Το συνεχές ρεύμα μετράται με ενεργοποιημένη τη λειτουργία "Συνεχές ρεύμα". Οι ανιχνευτές της συσκευής πρέπει να συνδέονται στο τροφοδοτικό σε άμεση συμφωνία με τους πόλους. Ο μαύρος κροκόδειλος ενώνει το μείον, ο κόκκινος κροκόδειλος ενώνει το συν.
Στην οθόνη της συσκευής θα εμφανιστεί μια ευθεία γραμμή. Η τιμή του κατακόρυφου άξονα θα αντιστοιχεί στην παράμετρο σταθερής τάσης. Η ισχύς του ρεύματος μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με το νόμο του Ohm (η τάση διαιρούμενη με την αντίσταση).
Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ημιτονοειδές, λόγω του ότι η τάση είναι επίσης μεταβλητή. Επομένως, η αξία του μπορεί να μετρηθεί μόνο σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Η παράμετρος υπολογίζεται επίσης χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm.
Μέτρηση τάσης
Για να μετρήσετε την τάση ενός σήματος, χρειάζεστε τον κατακόρυφο άξονα συντεταγμένων ενός γραμμικού δισδιάστατου γραφήματος. Εξαιτίας αυτού, όλη η προσοχή θα δοθεί στο ύψος της κυματομορφής. Επομένως, πριν ξεκινήσετε την παρατήρηση, θα πρέπει να προσαρμόσετε την οθόνη πιο βολικά για τη μέτρηση.
Στη συνέχεια μεταφέρουμε τη συσκευή σε λειτουργία DC. Συνδέουμε τους ανιχνευτές στο κύκλωμα και παρατηρούμε το αποτέλεσμα. Στην οθόνη της συσκευής θα εμφανιστεί μια ευθεία γραμμή, η τιμή της οποίας θα αντιστοιχεί στην τάση του ηλεκτρικού σήματος.
Μέτρηση συχνότητας
Πριν καταλάβετε πώς να μετράτε τη συχνότητα ενός ηλεκτρικού σήματος, θα πρέπει να γνωρίζετε τι είναι περίοδος, καθώς αυτές οι δύο έννοιες είναι αλληλένδετες. Μία περίοδος είναι η μικρότερη χρονική περίοδος μετά την οποία το πλάτος αρχίζει να επαναλαμβάνεται.
Είναι ευκολότερο να δείτε την περίοδο στον παλμογράφο χρησιμοποιώντας τον οριζόντιο άξονα χρόνου. Είναι απαραίτητο μόνο να παρατηρήσετε μετά από ποια χρονική περίοδο το γραμμικό γράφημα αρχίζει να επαναλαμβάνει το μοτίβο του. Είναι καλύτερα να θεωρήσουμε την αρχή της περιόδου ως τα σημεία επαφής με τον οριζόντιο άξονα και το τέλος της επανάληψης της ίδιας συντεταγμένης.
Για πιο βολική μέτρηση της περιόδου του σήματος, η ταχύτητα σάρωσης μειώνεται. Σε αυτή την περίπτωση, το σφάλμα μέτρησης δεν είναι τόσο υψηλό.
Η συχνότητα είναι μια τιμή αντιστρόφως ανάλογη της περιόδου που αναλύθηκε. Δηλαδή, για να μετρήσετε την τιμή, πρέπει να διαιρέσετε ένα δευτερόλεπτο του χρόνου με τον αριθμό των περιόδων που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Η προκύπτουσα συχνότητα μετριέται σε Hertz, το πρότυπο για τη Ρωσία είναι 50 Hz.
Μέτρηση μετατόπισης φάσης
Λαμβάνεται υπόψη η μετατόπιση φάσης - η σχετική θέση δύο ταλαντωτικών διεργασιών στο χρόνο. Η παράμετρος μετράται σε κλάσματα της περιόδου σήματος, έτσι ώστε, ανεξάρτητα από τη φύση της περιόδου και της συχνότητας, οι ίδιες μετατοπίσεις φάσης να έχουν κοινή τιμή.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε πριν από τη μέτρηση είναι να μάθετε ποιο από τα σήματα υστερεί πίσω από το άλλο και στη συνέχεια να προσδιορίσετε την τιμή πρόσημου της παραμέτρου. Εάν το ρεύμα προηγείται, τότε η παράμετρος μετατόπισης γωνίας είναι αρνητική. Στην περίπτωση που η τάση είναι μπροστά, το πρόσημο της τιμής είναι θετικό.
Για να υπολογίσετε το βαθμό μετατόπισης φάσης, θα πρέπει:
- Πολλαπλασιάστε 360 μοίρες με τον αριθμό των κελιών πλέγματος μεταξύ της αρχής των περιόδων.
- Διαιρέστε το αποτέλεσμα με τον αριθμό των διαιρέσεων που καταλαμβάνονται από μία περίοδο σήματος.
- Επιλέξτε αρνητικό ή θετικό πρόσημο.
Δεν είναι βολικό να μετρήσετε τη μετατόπιση φάσης σε έναν αναλογικό παλμογράφο, επειδή τα γραφήματα που εμφανίζονται στις οθόνες έχουν το ίδιο χρώμα και κλίμακα. Για παρατηρήσεις αυτού του είδους, χρησιμοποιούνται είτε μια ψηφιακή συσκευή είτε συσκευές δύο καναλιών για την τοποθέτηση διαφορετικών πλατών σε ένα ξεχωριστό κανάλι.
Παρόμοια άρθρα:
