什麼是示波器以及如何測量電流、電壓、頻率和相移

示波器是一種顯示電路的電流強度、電壓、頻率和相移的設備。該設備顯示電信號的時間和強度的比率。所有值都使用簡單的二維圖顯示。

示波器有什麼用？

電子和無線電愛好者使用示波器來測量：

• 電信號的幅度 - 電壓和時間的比值；
• 分析相移；
• 看到電信號的失真；
• 根據結果，計算電流的頻率。

儘管示波器顯示了分析信號的特性，但它更常用於識別電路中發生的過程。借助波形圖，專家可以收到以下信息：

• 週期信號的形狀；
• 正負極性值；
• 信號隨時間變化的範圍；
• 正負半週期的持續時間。

大部分信息可以通過電壓表獲得。但是，您將不得不以幾秒鐘的頻率進行測量。同時，計算錯誤的百分比很大。使用示波器可以節省大量獲取必要數據的時間。

示波器的工作原理

示波器使用陰極射線管進行測量。這是一種將分析電流聚焦成光束的燈。它撞擊設備的屏幕，在兩個垂直方向上偏離：

• 垂直 - 顯示正在研究的電壓；
• 水平 - 顯示經過的時間。

兩對陰極射線管板負責偏轉光束。那些垂直放置的總是通電的。這有助於分配極性值。正吸引力偏向右側，負吸引力偏向左側。因此，儀器屏幕上的線條以恆定的速度從左向右移動。

電流也作用在水平板上，使光束電壓指示器偏轉。正電荷上升，負電荷下降。因此在設備的顯示屏上出現了一個線性二維圖形，稱為示波圖。

光束從屏幕左邊緣到右邊緣的距離稱為掃描。水平線負責測量時間。除了標準的二維線圖外，還有圓形和螺旋掃描。但是，使用它們不如經典的示波器方便。

分類和類型

示波器主要有兩種類型：

• 模擬 - 測量平均信號的設備；
• 數字 - 設備將接收到的測量值轉換為“數字”格式，以便進一步傳輸信息。

根據作用原理，有以下分類：

1. 通用型號。
2. 特殊裝備。

最受歡迎 是通用設備.這些示波器用於分析各種類型的信號：

• 諧波;
• 單一沖動；
• 衝動包。

通用設備專為各種電氣設備而設計。它們允許您測量幾納秒範圍內的信號。測量誤差為6-8%。

通用示波器主要分為兩種：

• monoblock - 具有共同的測量專業；
• 帶有可互換塊 - 適應特定情況和設備類型。

為某種類型的電氣設備開發了特殊裝置。因此有用於無線電信號、電視廣播或數字技術的示波器。

通用設備和專用設備分為：

• 高速——用於高速設備；
• 內存 - 存儲和復制以前製作的指標的設備。

在選擇設備時，您應該仔細研究分類和類型，以便為特定情況購買設備。

裝置及主要技術參數

每個設備都具有以下多項技術特性：

1. 測量電壓時可能出現的誤差係數（對於大多數設備，該值不超過 3%）。
2. 設備基線的值——這個特性越大，觀察的時間越長。
3. 同步特性，包含：頻率範圍、最大電平和系統不穩定性。
4. 信號與設備輸入電容的垂直偏差參數。
5. 顯示上升時間和過衝的階躍響應值。

除了上面列出的基本值外，示波器還有其他參數，以幅頻特性的形式，它展示了幅度對信號頻率的依賴性。

數字示波器也有很多內部存儲器。此參數負責設備可以記錄的信息量。

如何進行測量

示波器屏幕分為稱為分區的小單元。根據設備的不同，每個方塊將等於某個值。最受歡迎的名稱：一個師 - 5個單位。另外，在某些設備上，還有一個用於控製圖形比例的旋鈕，以便用戶進行測量更加方便和準確。

在開始任何類型的測量之前，您必須將示波器連接到電路。探頭連接到任何空閒通道（如果設備有超過 1 個通道) 或脈衝發生器（如果設備中可用）。連接後，本機顯示屏上會出現各種信號圖像。

如果設備接收到的信號是斷斷續續的，那麼問題出在探頭的連接上。其中一些配備了需要擰緊的微型螺釘。同樣在數字示波器中，自動定位虛構解決了間歇信號的問題。

電流測量

用數字示波器測量電流時，你應該找出哪個 電流類型 需要觀察。示波器有兩種操作模式：

• 直流電（“DC”）；
• 交流電（“AC”）用於變量。

直流電是在啟用“直流電”模式的情況下測量的。設備的探頭應按極直接與電源相連。黑鱷魚加入負號，紅鱷魚加入正號。

設備屏幕上將出現一條直線。縱軸的值將對應於恆壓參數。電流強度可以根據歐姆定律（電壓除以電阻）計算。

由於電壓也是可變的，因此交流電是正弦曲線。因此，它的價值只能在一定時期內進行衡量。該參數也使用歐姆定律計算。

電壓測量

要測量信號的電壓，您需要線性二維圖的垂直坐標軸。因此，所有註意力都集中在波形的高度上。因此，在開始觀察之前，您應該更方便地調整屏幕進行測量。

然後我們將設備轉移到直流模式。我們將探針連接到電路並觀察結果。設備的顯示屏上將出現一條直線，其值將對應於電信號的電壓。

頻率測量

在了解如何測量電信號的頻率之前，您應該知道什麼是周期，因為這兩個概念是相互關聯的。一個週期是幅度開始重複的最小時間週期。

使用水平時間軸更容易在示波器上查看周期。只需要注意折線圖在多長時間後開始重複其模式。最好將周期的開始視為與水平軸的接觸點，將同一坐標重複的結束視為。

為了更方便地測量信號的周期，降低了掃描速度。在這種情況下，測量誤差不會那麼高。

頻率是與分析週期成反比的值。也就是說，要測量該值，您需要將一秒的時間除以在此期間發生的周期數。產生的頻率以赫茲為單位，俄羅斯的標準是 50 Hz。

相移測量

考慮相移 - 兩個振盪過程在時間上的相對位置。該參數以信號周期的分數進行測量，因此，無論周期和頻率的性質如何，相同的相移都有一個共同的值。

測量前首先要做的是找出哪個信號落後於另一個，然後確定參數的符號值。如果電流超前，則角度偏移參數為負。在電壓超前的情況下，該值的符號為正。

要計算相移程度，您應該：

1. 將周期開始之間的網格單元數乘以 360 度。
2. 將結果除以一個信號周期佔用的分割數。
3. 選擇一個負號或正號。

在模擬示波器中測量相移很不方便，因為屏幕上顯示的圖形具有相同的顏色和比例。對於此類觀察，使用數字設備或雙通道設備將不同的幅度放置在單獨的通道上。

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