Osiloskop adalah perangkat yang menunjukkan kekuatan arus, tegangan, frekuensi dan pergeseran fasa dari rangkaian listrik. Perangkat menampilkan rasio waktu dan intensitas sinyal listrik. Semua nilai ditampilkan menggunakan grafik dua dimensi sederhana.
Isi
Untuk apa osiloskop?
Osiloskop digunakan oleh elektronik dan amatir radio untuk mengukur:
- amplitudo sinyal listrik - rasio tegangan dan waktu;
- menganalisis pergeseran fasa;
- lihat distorsi sinyal listrik;
- berdasarkan hasil, hitung frekuensi arus.
Terlepas dari kenyataan bahwa osiloskop menunjukkan karakteristik sinyal yang dianalisis, osiloskop lebih sering digunakan untuk mengidentifikasi proses yang terjadi dalam rangkaian listrik.Berkat osilogram, spesialis menerima informasi berikut:
- bentuk sinyal periodik;
- nilai polaritas positif dan negatif;
- rentang perubahan sinyal dalam waktu;
- durasi setengah siklus positif dan negatif.
Sebagian besar informasi ini dapat diperoleh dengan voltmeter. Namun, Anda harus melakukan pengukuran dengan frekuensi beberapa detik. Pada saat yang sama, persentase kesalahan perhitungan besar. Bekerja dengan osiloskop menghemat banyak waktu dalam memperoleh data yang diperlukan.
Prinsip pengoperasian osiloskop
Sebuah osiloskop melakukan pengukuran menggunakan tabung sinar katoda. Ini adalah lampu yang memfokuskan arus yang dianalisis menjadi balok. Itu menyentuh layar perangkat, menyimpang dalam dua arah tegak lurus:
- vertikal - menunjukkan tegangan yang sedang dipelajari;
- horizontal - menunjukkan waktu yang telah berlalu.
Dua pasang pelat tabung sinar katoda bertanggung jawab untuk membelokkan sinar. Mereka yang terletak secara vertikal selalu diberi energi. Ini membantu untuk mendistribusikan nilai polaritas. Daya tarik positif menyimpang ke kanan, daya tarik negatif menyimpang ke kiri. Dengan demikian, garis pada layar instrumen bergerak dari kiri ke kanan dengan kecepatan konstan.
Arus listrik juga bekerja pada pelat horizontal, yang membelokkan indikator tegangan sinar. Muatan positif naik, muatan negatif turun. Jadi pada tampilan perangkat muncul grafik dua dimensi linier, yang disebut osilogram.
Jarak yang ditempuh sinar dari kiri ke tepi kanan layar disebut sapuan. Garis horizontal bertanggung jawab atas waktu pengukuran.Selain grafik garis 2D standar, ada juga sapuan melingkar dan spiral. Namun, menggunakannya tidak senyaman osilogram klasik.
Klasifikasi dan jenis
Ada dua jenis utama osiloskop:
- analog - perangkat untuk mengukur sinyal rata-rata;
- digital - perangkat mengubah nilai pengukuran yang diterima menjadi format "digital" untuk transmisi informasi lebih lanjut.
Menurut prinsip tindakan, ada klasifikasi berikut:
- Model universal.
- Peralatan khusus.
paling populer adalah perangkat universal. Osiloskop ini digunakan untuk menganalisis berbagai jenis sinyal:
- harmonis;
- impuls tunggal;
- paket impuls.
Perangkat universal dirancang untuk berbagai perangkat listrik. Mereka memungkinkan Anda untuk mengukur sinyal dalam kisaran beberapa nanodetik. Kesalahan pengukuran adalah 6-8%.
Osiloskop universal dibagi menjadi dua jenis utama:
- monoblock - memiliki spesialisasi pengukuran yang sama;
- dengan blok yang dapat dipertukarkan - beradaptasi dengan situasi dan jenis perangkat tertentu.
Perangkat khusus dikembangkan untuk jenis peralatan listrik tertentu. Jadi ada osiloskop untuk sinyal radio, siaran televisi atau teknologi digital.
Perangkat universal dan khusus dibagi menjadi:
- kecepatan tinggi - digunakan pada perangkat berkecepatan tinggi;
- memori - perangkat yang menyimpan dan mereproduksi indikator yang dibuat sebelumnya.
Saat memilih perangkat, Anda harus mempelajari klasifikasi dan jenis perangkat dengan cermat agar dapat membeli perangkat untuk situasi tertentu.
Perangkat dan parameter teknis utama
Setiap perangkat memiliki sejumlah karakteristik teknis berikut:
- Koefisien kemungkinan kesalahan saat mengukur tegangan (untuk sebagian besar perangkat, nilai ini tidak melebihi 3%).
- Nilai baseline perangkat - semakin besar karakteristik ini, semakin lama periode waktu pengamatan.
- Karakteristik sinkronisasi, berisi: rentang frekuensi, level maksimum dan ketidakstabilan sistem.
- Parameter deviasi vertikal sinyal dengan kapasitansi input peralatan.
- Nilai respon langkah menunjukkan waktu naik dan overshoot.
Selain nilai dasar yang tercantum di atas, osiloskop memiliki parameter tambahan, dalam bentuk karakteristik frekuensi amplitudo, yang menunjukkan ketergantungan amplitudo pada frekuensi sinyal.
Osiloskop digital juga memiliki banyak memori internal. Parameter ini bertanggung jawab atas jumlah informasi yang dapat direkam perangkat.
Bagaimana pengukuran dilakukan?
Layar osiloskop dibagi menjadi sel-sel kecil yang disebut divisi. Bergantung pada perangkatnya, setiap kotak akan sama dengan nilai tertentu. Sebutan paling populer: satu divisi - 5 unit. Selain itu, pada beberapa perangkat terdapat tombol untuk mengontrol skala grafik, sehingga lebih nyaman dan lebih akurat bagi pengguna untuk melakukan pengukuran.
Sebelum Anda memulai pengukuran apa pun, Anda harus menghubungkan osiloskop ke sirkuit listrik. Probe terhubung ke salah satu saluran gratis (jika perangkat memiliki lebih dari 1 saluran) atau ke generator pulsa, jika tersedia di perangkat. Setelah koneksi, berbagai gambar sinyal akan muncul di layar unit.
Jika sinyal yang diterima perangkat terputus-putus, maka masalahnya terletak pada koneksi probe. Beberapa di antaranya dilengkapi dengan sekrup mini yang perlu dikencangkan. Juga dalam osiloskop digital, fiksi pemosisian otomatis memecahkan masalah sinyal intermiten.
Pengukuran saat ini
Saat mengukur arus dengan osiloskop digital, Anda harus mengetahui yang jenis arus perlu diperhatikan. Osiloskop memiliki dua mode operasi:
- Arus Langsung ("DC") untuk arus searah;
- Arus Bolak-balik ("AC") untuk variabel.
Arus searah diukur dengan mode "Arus Langsung" diaktifkan. Probe perangkat harus terhubung ke catu daya sesuai langsung dengan kutub. Buaya hitam bergabung dengan minus, buaya merah bergabung dengan plus.
Garis lurus akan muncul di layar perangkat. Nilai sumbu vertikal akan sesuai dengan parameter tegangan konstan. Kekuatan arus dapat dihitung menurut hukum Ohm (tegangan dibagi dengan hambatan).
Arus bolak-balik adalah sinusoidal, karena tegangannya juga bervariasi. Oleh karena itu, nilainya hanya dapat diukur dalam jangka waktu tertentu. Parameter juga dihitung menggunakan hukum Ohm.
Pengukuran tegangan
Untuk mengukur tegangan sinyal, Anda memerlukan sumbu koordinat vertikal dari grafik dua dimensi linier. Karena itu, semua perhatian akan diberikan pada ketinggian bentuk gelombang. Oleh karena itu, sebelum memulai pengamatan, Anda harus menyesuaikan layar dengan lebih nyaman untuk pengukuran.
Kemudian kami mentransfer perangkat ke mode DC. Kami memasang probe ke sirkuit dan mengamati hasilnya. Garis lurus akan muncul pada tampilan perangkat, yang nilainya akan sesuai dengan tegangan sinyal listrik.
Pengukuran frekuensi
Sebelum Anda memahami cara mengukur frekuensi sinyal listrik, Anda harus mengetahui apa itu periode, karena kedua konsep ini saling terkait. Satu periode adalah periode waktu terkecil setelah amplitudo mulai berulang.
Lebih mudah untuk melihat periode pada osiloskop menggunakan sumbu waktu horizontal. Anda hanya perlu memperhatikan setelah jangka waktu berapa grafik garis mulai mengulangi polanya. Lebih baik mempertimbangkan awal periode sebagai titik kontak dengan sumbu horizontal, dan akhir pengulangan koordinat yang sama.
Untuk lebih mudah mengukur periode sinyal, kecepatan sapuan dikurangi. Dalam hal ini, kesalahan pengukuran tidak terlalu tinggi.
Frekuensi adalah nilai yang berbanding terbalik dengan periode yang dianalisis. Artinya, untuk mengukur nilainya, Anda perlu membagi waktu satu detik dengan jumlah periode yang terjadi selama periode ini. Frekuensi yang dihasilkan diukur dalam Hertz, standar untuk Rusia adalah 50 Hz.
Pengukuran pergeseran fasa
Pergeseran fase dianggap - posisi relatif dari dua proses osilasi dalam waktu. Parameter diukur dalam pecahan periode sinyal, sehingga, terlepas dari sifat periode dan frekuensi, pergeseran fasa yang sama memiliki nilai yang sama.
Hal pertama yang harus dilakukan sebelum pengukuran adalah mencari tahu sinyal mana yang tertinggal dari yang lain dan kemudian menentukan nilai tanda parameternya. Jika arus mengarah, maka parameter pergeseran sudut negatif. Dalam kasus ketika tegangan di depan, tanda nilainya positif.
Untuk menghitung derajat pergeseran fasa, Anda harus:
- Kalikan 360 derajat dengan jumlah sel kisi di antara awal periode.
- Bagilah hasilnya dengan jumlah divisi yang ditempati oleh satu periode sinyal.
- Pilih tanda negatif atau positif.
Tidak nyaman untuk mengukur pergeseran fasa dalam osiloskop analog, karena grafik yang ditampilkan pada layar memiliki warna dan skala yang sama. Untuk pengamatan semacam ini, baik perangkat digital atau perangkat dua saluran digunakan untuk menempatkan amplitudo yang berbeda pada saluran yang terpisah.
Artikel serupa:
