오실로스코프는 전기 회로의 전류 강도, 전압, 주파수 및 위상 변이를 보여주는 장치입니다. 이 장치는 전기 신호의 시간과 강도의 비율을 표시합니다. 모든 값은 간단한 2차원 그래프를 사용하여 표시됩니다.
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오실로스코프는 무엇을 위한 것입니까?
오실로스코프는 전자 및 라디오 아마추어가 다음을 측정하는 데 사용합니다.
- 전기 신호의 진폭 - 전압과 시간의 비율;
- 위상 변이를 분석합니다.
- 전기 신호의 왜곡을 참조하십시오.
- 결과에 따라 전류의 주파수를 계산합니다.
오실로스코프는 분석된 신호의 특성을 보여주지만 전기 회로에서 발생하는 프로세스를 식별하는 데 더 자주 사용됩니다.오실로그램 덕분에 전문가는 다음 정보를 받습니다.
- 주기 신호의 모양;
- 양극 및 음극의 값;
- 시간에 따른 신호 변화의 범위;
- 양수 및 음수 반주기의 기간.
이 정보의 대부분은 전압계로 얻을 수 있습니다. 그러나 몇 초의 빈도로 측정해야 합니다. 동시에 계산 오류의 비율이 큽니다. 오실로스코프를 사용하면 필요한 데이터를 얻는 데 많은 시간을 절약할 수 있습니다.
오실로스코프의 작동 원리
오실로스코프는 음극선관을 사용하여 측정합니다. 분석된 전류를 빔에 집중시키는 램프입니다. 두 개의 수직 방향으로 벗어나 장치의 화면에 부딪힙니다.
- 수직 - 연구 중인 전압을 보여줍니다.
- 수평 - 경과 시간을 표시합니다.
두 쌍의 음극선관 판은 빔을 편향시키는 역할을 합니다. 수직으로 위치한 것들은 항상 에너지가 공급됩니다. 이것은 극성 값을 분배하는 데 도움이 됩니다. 긍정적인 끌림은 오른쪽으로 치우치고 부정적인 끌림은 왼쪽으로 치우칩니다. 따라서 기기 화면의 선은 일정한 속도로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동합니다.
전류는 수평판에도 작용하여 빔 전압 표시기를 편향시킵니다. 양전하가 위, 음전하가 아래입니다. 따라서 장치의 디스플레이에 오실로그램이라고 하는 선형 2차원 그래프가 나타납니다.
빔이 화면의 왼쪽에서 오른쪽 가장자리까지 이동하는 거리를 스위프라고 합니다. 수평선은 측정 시간을 나타냅니다.표준 2D 선 그래프 외에 원형 및 나선형 스윕도 있습니다. 그러나 그것들을 사용하는 것은 고전적인 오실로그램만큼 편리하지 않습니다.
분류 및 유형
오실로스코프에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.
- 아날로그 - 평균 신호를 측정하는 장치;
- 디지털 - 장치는 수신된 측정 값을 추가 정보 전송을 위해 "디지털" 형식으로 변환합니다.
행동 원칙에 따라 다음과 같은 분류가 있습니다.
- 유니버설 모델.
- 특수 장비.
가장 인기있는 범용 장치입니다. 이러한 오실로스코프는 다양한 유형의 신호를 분석하는 데 사용됩니다.
- 고조파;
- 단일 충동;
- 충동 팩.
범용 장치는 다양한 전기 장치용으로 설계되었습니다. 몇 나노초 범위의 신호를 측정할 수 있습니다. 측정 오류는 6-8%입니다.
범용 오실로스코프는 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다.
- monoblock - 공통 측정 전문 분야가 있습니다.
- 교환 가능한 블록 포함 - 특정 상황 및 장치 유형에 적응합니다.
특정 유형의 전기 장비를 위한 특수 장치가 개발되었습니다. 그래서 라디오 신호, 텔레비전 방송 또는 디지털 기술을 위한 오실로스코프가 있습니다.
범용 및 특수 장치는 다음과 같이 나뉩니다.
- 고속 - 고속 장치에 사용됩니다.
- 메모리 - 이전에 만든 표시기를 저장하고 재생하는 장치.
기기를 선택할 때 특정 상황에 맞는 기기를 구매하기 위해서는 분류와 종류를 잘 살펴봐야 합니다.
장치 및 주요 기술 매개변수
각 장치에는 다음과 같은 여러 가지 기술적 특성이 있습니다.
- 전압 측정 시 가능한 오류 계수(대부분의 장치에서 이 값은 3%를 초과하지 않음).
- 장치 기준 값 - 이 특성이 클수록 관찰 기간이 길어집니다.
- 주파수 범위, 최대 레벨 및 시스템 불안정성을 포함하는 동기화 특성.
- 장비의 입력 커패시턴스와 신호의 수직 편차 매개 변수.
- 상승 시간과 오버슈트를 보여주는 스텝 응답 값.
위에 나열된 기본 값 외에도 오실로스코프에는 진폭-주파수 특성의 형태로 신호 주파수에 대한 진폭의 의존성을 보여주는 추가 매개변수가 있습니다.
디지털 오실로스코프에는 많은 내부 메모리도 있습니다. 이 매개변수는 장치가 기록할 수 있는 정보의 양을 담당합니다.
측정 방법
오실로스코프 화면은 디비전이라고 하는 작은 셀로 나뉩니다. 장치에 따라 각 사각형은 특정 값과 같습니다. 가장 인기있는 명칭: 1개 부문 - 5개 단위. 또한 일부 장치에는 그래프의 눈금을 제어하는 노브가 있어 사용자가 측정을 보다 편리하고 정확하게 수행할 수 있습니다.
측정을 시작하기 전에 오실로스코프를 전기 회로에 연결해야 합니다. 프로브는 자유 채널(장치에 1개 이상의 채널이 있는 경우) 또는 펄스 발생기(장치에서 사용 가능한 경우). 연결 후 장치의 디스플레이에 다양한 신호 이미지가 나타납니다.
장치에서 수신한 신호가 간헐적이면 프로브 연결에 문제가 있는 것입니다. 그들 중 일부는 조여야 하는 소형 나사가 장착되어 있습니다. 또한 디지털 오실로스코프에서 자동 포지셔닝 픽션은 간헐적 신호 문제를 해결합니다.
전류 측정
디지털 오실로스코프로 전류를 측정할 때 다음을 찾아야 합니다. 전류의 종류 관찰이 필요합니다. 오실로스코프에는 두 가지 작동 모드가 있습니다.
- 직류의 경우 직류("DC");
- 변수에 대한 교류("AC").
직류는 "직류" 모드가 활성화된 상태에서 측정됩니다. 장치의 프로브는 극에 따라 전원 공급 장치에 직접 연결되어야 합니다. 검은 악어가 마이너스에 합류하고 붉은 악어가 플러스에 합류합니다.
장치 화면에 직선이 나타납니다. 수직 축의 값은 정전압 매개변수에 해당합니다. 전류 강도는 옴의 법칙(전압을 저항으로 나눈 값)에 따라 계산할 수 있습니다.
교류는 전압도 가변적이라는 사실 때문에 정현파입니다. 따라서 그 가치는 특정 기간에만 측정할 수 있습니다. 매개변수도 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다.
전압 측정
신호의 전압을 측정하려면 선형 2차원 그래프의 수직 좌표축이 필요합니다. 이 때문에 파형의 높이에 모든 주의를 기울일 것입니다. 따라서 관찰을 시작하기 전에 측정을 위해 화면을 좀 더 편리하게 조정해야 합니다.
그런 다음 장치를 DC 모드로 전환합니다. 프로브를 회로에 부착하고 결과를 관찰합니다. 장치의 디스플레이에 직선이 나타나며 그 값은 전기 신호의 전압에 해당합니다.
주파수 측정
전기 신호의 주파수를 측정하는 방법을 이해하기 전에 이 두 개념이 상호 연관되어 있으므로 주기가 무엇인지 알아야 합니다. 한 기간은 진폭이 반복되기 시작하는 가장 작은 기간입니다.
수평 시간 축을 사용하면 오실로스코프에서 주기를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 꺾은선형 차트가 패턴을 반복하기 시작한 시간이 지나면 알아차리기만 하면 됩니다. 기간의 시작을 가로축과의 접점으로 간주하고 동일한 좌표의 반복 끝을 고려하는 것이 좋습니다.
신호 주기를 보다 편리하게 측정하기 위해 스위프 속도를 줄입니다. 이 경우 측정 오차는 그리 크지 않습니다.
빈도는 분석 기간에 반비례하는 값입니다. 즉, 값을 측정하려면 1초의 시간을 이 기간 동안 발생하는 기간의 수로 나누어야 합니다. 결과 주파수는 헤르츠로 측정되며 러시아 표준은 50Hz입니다.
위상 편이 측정
위상 이동이 고려됩니다. 시간에 따라 두 진동 프로세스의 상대적 위치입니다. 이 매개변수는 신호 주기의 분수로 측정되므로 주기 및 주파수의 특성에 관계없이 동일한 위상 편이가 공통 값을 갖습니다.
측정하기 전에 가장 먼저 할 일은 신호 중 어느 것이 다른 신호보다 뒤쳐지는지 알아낸 다음 매개변수의 부호 값을 결정하는 것입니다. 전류가 선행하는 경우 각도 이동 매개변수는 음수입니다. 전압이 앞서 있는 경우 값의 부호는 양수입니다.
위상 변이 정도를 계산하려면 다음을 수행해야 합니다.
- 기간 시작 사이의 그리드 셀 수를 360도 곱합니다.
- 결과를 하나의 신호 주기가 차지하는 분할 수로 나눕니다.
- 음수 또는 양수 기호를 선택하십시오.
아날로그 오실로스코프에서 위상 변화를 측정하는 것은 화면에 표시되는 그래프의 색상과 눈금이 동일하기 때문에 불편합니다. 이러한 종류의 관찰을 위해 디지털 장치 또는 2채널 장치를 사용하여 별도의 채널에 서로 다른 진폭을 배치합니다.
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