为什么使用示波器以及如何使用它来测量电流、电压、频率和相移

示波器是一种显示电路的电流、电压、频率和相移的设备。该设备显示电信号的时间和强度的比率。所有值都使用简单的二维图来描述。

示波器是干什么用的

电子技术人员和无线电爱好者使用示波器来测量

• 电信号的幅度 - 电压与时间的比值；
• 分析相移；
• 查看电信号的失真；
• 根据结果​​计算电流的频率。

尽管示波器显示了分析信号的特性，但它更多地用于识别电路中发生的过程。借助波形图，专家可以收到以下信息：

• 周期信号的形状；
• 正负极性值；
• 信号随时间变化的范围；
• 正负半周期的持续时间。

大部分数据可以用电压表获得。但是，您必须以几秒钟的频率进行测量。在这种情况下，计算中的错误百分比很高。使用示波器可以节省大量获取必要数据的时间。

示波器的操作

示波器使用电子束管进行测量。这是一种将分析电流聚焦成光束的灯。它撞击仪器的屏幕，向两个垂直方向偏转：

• 垂直 - 显示正在分析的电压；
• 水平 - 显示经过的时间。

两对电子束管板负责电子束偏转。那些垂直的总是充满活力。这有助于分配不同的极值。正吸引力向右偏转，负吸引力向左偏转。因此，仪器屏幕上的线条以恒定速度从左向右移动。

水平板上也有电流作用，使演示束电压指示器偏转。正电荷向上，负电荷向下。因此，称为示波图的线性二维图形出现在设备的显示屏上。

光束从屏幕左边缘到右边缘的距离称为扫描。水平线负责测量时间。除了标准的线性二维图，还有圆形和螺旋扫描。但是，它们不像经典的示波器那样使用方便。

分类和类型

示波器主要有两种类型：

• 模拟 - 测量平均信号的设备；
• 数字 - 设备将测量值转换为“数字”格式，以便进一步传输信息。

根据工作原理有以下分类：

1. 通用型号。
2. 特殊装备。

最受欢迎 是通用设备.这些示波器用于分析不同类型的信号：

• 谐波;
• 单一冲动；
• 脉冲包。

通用仪器专为各种电气设备而设计。它们允许您测量几纳秒范围内的信号。测量误差为6-8%。

通用示波器主要分为两种：

• monoblock - 具有一般的测量专业化；
• 带有可互换单元 - 适用于特定情况和设备类型。

特殊设备是为特定类型的电气设备设计的。因此有用于无线电信号、电视广播或数字技术的示波器。

通用设备和专用设备分为：

• 高速——用于快速动作的装置；
• 存储 - 存储和复制先前读数的设备。

在选择设备时，您应该仔细研究分类和类型，以便为特定情况购买设备。

装置及基本技术参数

每个设备都具有以下多项技术特性：

1. 测量电压时可能出现的误差系数（大多数设备的这个值不超过 3%）。
2. 设备扫描线的值——这个特性越大，观察的时间间隔就越长。
3. 同步特性包含：频率范围、最大电平和系统不稳定性。
4. 信号与设备输入能力的垂直偏差参数。
5. 瞬态响应的值，显示上升时间和过冲。

除了上述基本值外，示波器还具有幅频响应形式的附加参数，它显示了幅度对信号频率的依赖性。

数字示波器也有一个内部存储器值。该参数负责单位可以记录的信息量。

如何进行测量

示波器屏幕被分成小方块，称为分区。根据仪器的不同，每个方块将等于某个值。最受欢迎的名称：一个师 - 5个单位。还有一些仪器上还有一个旋钮来控制图形的比例，这样用户可以更方便、更准确地进行测量。

在开始任何类型的测量之前，必须将示波器连接到电路。探头连接到任何空闲通道（如果设备中有超过 1 个通道) 或脉冲发生器，如果设备中有一个。连接后，设备显示屏上会出现不同的信号图像。

如果设备接收到的信号很突然，则问题出在探头的连接上。其中一些配备了需要拧紧的微型螺钉。同样在数字示波器中，自动定位夹具解决了杂散信号的问题。

电流测量

用数字示波器测量电流时，你应该知道什么 电流类型 您需要观察的电流类型。示波器有两种操作模式：

• 直流电（“DC”）；
• 交流电（“AC”）用于交流电。

在“直流”模式开启时测量直流电流。仪器的探头应与电源直接对应的极点连接。黑色鳄鱼连接到负号，红色鳄鱼连接到正号。

设备屏幕上会出现一条直线。纵轴的值将对应于直流电压参数。电流可以根据欧姆定律（电压除以电阻）计算。

交流电是正弦波，因为电压也是交流的。因此，它的价值只能在一定时期内进行衡量。该参数也使用欧姆定律计算。

电压测量

要测量信号电压，您需要线性二维图的垂直坐标轴。因此，所有注意力都将放在波形图的高度上。因此，在开始观察之前，您应该更方便地调整屏幕以进行测量。

然后将设备切换到直流模式。将探头连接到电路并观察结果。设备显示屏上将出现一条直线，其值将对应于电信号的电压。

频率测量

在了解如何测量电信号的频率之前，您应该知道什么是周期，因为这两个概念是相互关联的。一个周期是振幅开始重复的最小时间间隔。

使用水平时间坐标轴更容易在示波器上查看周期。您只需要注意折线图在多长时间后开始重复其模式。周期的开始最好考虑与横轴的接触点，以及相同坐标的重复结束。

为了更方便地测量信号的周期，降低了扫描速度。在这种情况下，测量误差不会那么高。

频率是与分析周期成反比的值。也就是说，要测量该值，您需要一秒的时间除以此时间间隔内发生的周期数。产生的频率以赫兹为单位，俄罗斯的标准是 50 Hz。

测量相移

相移被认为是两个振荡过程在时间上的相互排列。该参数以信号周期的分数进行测量，因此无论周期和频率的性质如何，相同的相移都有一个共同的值。

测量前要做的第一件事：找出哪个信号落后于另一个，然后确定参数符号的值。如果电流超前，则角度偏移参数为负。在电压超前的情况下，该值的符号为正。

计算相移程度如下：

1. 将周期开始之间的网格单元数乘以 360 度。
2. 将结果除以信号一个周期所占用的分割数。
3. 选择负号或正号。

在模拟示波器中测量相移很不方便，因为屏幕上显示的图具有相同的颜色和比例。对于这种观察，使用数字设备或双通道仪器将不同的幅度放置在单独的通道上。

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