Как измерить осциллографом напряжение в розетке 220в

Обновлено: 27.03.2024

Осциллограф для электрика

В нашей работе осциллограф понадобился когда возникли задачи по анализу качества электроэнергии. Так как анализаторы стоят в разы дороже, чем осциллографы первой идеей было воспользоваться именно осциллографом и посмотреть, что будет получаться, а что нет.

Мы использовали осциллограф для проверки формы тока в нагрузках и анализа формы напряжения. При обследовании одного достаточно крупного объекта были обнаружены интересные особенности.

При несинусоидальных токах простые токовые клещи могут давать неверные измерения и увидеть ошибку можно либо с помощью достаточно редких токовых клещей с анализом гармоник, либо осциллографом.

Форма тока неверно измеряемая простыми токовыми клещами Форма тока неверно измеряемая простыми токовыми клещами

На рисунке выше представлена форма тока, неверно измеряемая токовыми клещами. Это график тока частотного привода системы вентиляции. Возможно настроенного неверно, либо не вполне исправного. Увидеть такие особенности можно только осциллографом или Анализатором Качества Электроэнергии.

Какой осциллограф выбрать?

Для силовой электрики (не путайте с электроникой), я выбрал двухканальный осциллограф для однофазной сети, чтобы видеть ток и напряжение одновременно.

Для мобильной работы и быстрых перемещений по объекту модель должна быть портативной и иметь встроенный источник питания.

Двухканальный осциллограф для электрических сетей Двухканальный осциллограф для электрических сетей

При наличии дополнительных функций (сложение, вычитание, умножение) можно вывести произведение тока на напряжение и получить представление о графике мощности.

Желательно иметь функцию Быстрого Преобразования Фурье для получения данных по гармоникам.

Функция сохранения экрана или записи видео с экрана бывают полезны при составлении отчетов.

Вариант сохранения отрезка видео - черный фон не удобен для отчетов, но делает луч хорошо различимым на экране и экономит заряд батареи Вариант сохранения отрезка видео - черный фон не удобен для отчетов, но делает луч хорошо различимым на экране и экономит заряд батареи Копия экрана удобна для отчетов, но имеет более низкое разрешение Копия экрана удобна для отчетов, но имеет более низкое разрешение

Достоинства и недостатки осциллографа UTD1062C

Понравилось:

  • Большой цветной экран - лучи отлично видно даже при плохом освещении
  • Высокая скорость работы всех функций, быстрая реакция нажатие клавиш
  • Сохранение результатов - либо фото экрана, либо небольшое видео
  • Гальваническая развязка входов и обрезиненный корпус - создает ощущение того, что прибор можно подключать в щит и вас за это не ударит током

Не понравилось:

  • Сложность сохранения данных на флэш-накопитель - если вы неверно выбрали имя файла вида 00001, 00002, 00003 - старые данные затрутся новыми
  • Необходимость вынимать флэш-накопитель при каждой перезагрузке, так как прибор считает, что если флэш вставлена при включении, значит надо искать прошивку, а ее нет и он ругается
  • Сложность внесения имен файлов - правильный подход в данном случае это делать запись того что мы измеряем и какое имя файла в отдельном месте, например, блокноте
  • Необходимость часто поправлять взаимное положение спектра сигнала и осциллограммы. Нет возможности зафиксировать спектр внизу так, чтобы он не перемещался

Что не может осциллограф

Осциллограф UTD1062C имеет возможность наблюдать уровень напряжения в графическом виде. То есть мы можем включить его на 10 минут и смотреть как меняется напряжение.

Для того чтобы сделать аналогичный график по току - нужно уже провести некоторые "танцы с бубном", подбирая правильные токовые клещи и пересчитывая множитель.

Практически писать что-то более 30 минут на UTD1062C у меня не получилось. Возможно срабатывала встроенная функция Power-OFF. Но изучить длинный тренд не представлялось возможным.

Для таких задач подойдет Анализатор Качества Электроэнергии. Эти приборы специально созданы для задач длительных записей трендов и позволяют производить вычисления электрических величин гораздо удобнее.

Осциллограф работает так: есть "Канал А" - мы его рисуем, есть "Канал B" - мы его рисуем. А что там на входе и выходе - пусть пользователь думает сам. То есть осциллограф "мыслит клетками" - а пользователь эти клетки пересчитывает в Вольты или Амперы.

Трехфазный Анализатор Качества Электроэнергии FLUKE 435-2 Трехфазный Анализатор Качества Электроэнергии FLUKE 435-2

В то время как Анализатор Качества Энергии - имеет вход по напряжению, где работает свой канал встроенного осциллографа, и имеет канал входа по току, где работает свой канал встроенного осциллографа. И анализатор выдает пользователю готовую информацию - сколько Вольт, Ампер, Ватт и ВАР он измерил. А также может записывать все это с нужными интервалами и заданное время.

Пример данных с Анализатора Качества Электроэнергии FLUKE 435-2 Пример данных с Анализатора Качества Электроэнергии FLUKE 435-2

На рисунке выше мы зафиксировали снижение потребляемого тока в момент автоматического отключения освещения. По разнице "до" и "после" можно вычислить примерное значение энергопотребления системы освещения.

Заключение

Если вам нужно провести обследование электроустановки без записи трендов - достаточно воспользоваться осциллографом. Он покажет несинусоидальность и, следовательно, наличие гармоник.

В случае, если вам нужно проанализировать длительные изменения тока или напряжения в течении, например, суток или недели, то следует воспользоваться Анализатором Качества Электроэнергии. Так как осциллограф скорее всего не будет иметь достаточного функционала для таких длительных задач.

Для проведения обследований вашего электрооборудования и электрохозяйства - обращайтесь к нам , мы работаем по всей России, при необходимости можем выехать в соседние страны. Имеем большой опыт обследований и решения сложных задач проверке и выявлению неисправностей в электросетях.

Следующий после осциллографа прибор - Анализатор Качества Электроэнергии - подробнее о них вы можете прочитать в нашей статье!

Как измерить осциллографом напряжение в розетке 220в

В начале инструкции написано:
Во избежание поражения электрическим током или воспламенения, при подключении входа прибора к источнику напряжения, превышающему 42 В (максимальное значение) или 30 В (среднеквадратичное значение), или к цепи с мощностью тока, превышающей 4800 Вольт-Ампер, необходимо принимать следующие меры безопасности:
• Следует использовать только изолированные датчики напряжения, измерительные провода и переходники, входящие в комплект поставки прибора, или те, которые указаны в настоящем Руководстве в качестве пригодных для использования с прибором Fluke 123/124.

Далее по тексту:
Максимальное входное напряжение:
Непосредственно на входах A и B . . 600 В, категория III
На входах A и B через адаптер BB120. 300 В, категория III
На входах A и B через адаптер STL120. 600 В, категория III

В комплекте идет понижающий спец щуп с отношением 10:1. Т.е. понижает входной сигнал в 10 раз.

Ещё раз вопрос: Можно этим осциллографом-мультиметром измерить:
1. Напряжение в сети 220 вольт ПРЯМЫМ подключением?
2. И как увидеть синусойду 50 Гц? Опять же НАПРЯМУЮ или только через щуп или резистивный делитель городить?

Как одним движением сжечь 10000$ и получить удар током


В данной статье затрагиваются вопросы, касающиеся сетевого напряжения, которое может представлять угрозу жизни и здоровью человека, а также работоспособности приборов. Вся информация в этой статье представлена исключительно в ознакомительных целях. Вы используете указанную информацию на свой страх и риск. Автор ни в коем случае не несет ответственности за какой-либо прямой, непрямой, особый или иной косвенный ущерб в результате любого использования информации из данной статьи.

Структура источника питания

В данном разделе, конечно, мы не будем подробно рассматривать устройство импульсных преобразователей, это тема для целой серии статей. Мы рассмотрим этот вопрос в минимальном объеме, необходимом для понимания темы статьи. Итак, на рисунке ниже приведена по сути структурная схема простейшего обратноходового преобразователя. Обратноходовый преобразователь здесь выбран исключительно для примера, совершенно не важно, какая топология источника питания (прямоходовый, мост, полумост, пуш-пул или вообще балластный конденсатор), все сказанное верно для любой из них.


В ней не показаны фильтры синфазных и дифференциальных помех, цепи защиты и некоторые другие компоненты, однако для рассмотрения нашего вопроса это и не нужно. На схеме мы видим диодный мост, к которому подводится сетевое напряжение, микросхему ШИМ-контроллера, объединенную с силовым транзистором, трансформатор и цепь обратной связи. Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом: плюс подводится к трансформатору и коммутируется силовым транзистором, а минус образует потенциал локальной (силовой) земли. Относительного этого потенциала питается ШИМ-контроллер, измеряется напряжение обратной связи, а также относительно него подаются управляющие напряжения на затворы силового транзистора (который в данной схеме находится внутри контроллера). Если мы хотим измерить какое-то напряжение на первичной стороне, это тоже надо делать относительного этого потенциала. В общем, классический такой GND, за исключение одного нюанса: он гальванически не развязан от сети (имеет прямую связь с фазой и нейтралью через пару диодов). И вот именно этот нюанс и является решающим, однако об этом позднее.

Структура осциллографа

В данном разделе будет рассмотрен вопрос, касающейся гальванической связи как между непосредственно самими каналами осциллографа, так и между каналами осциллографа и линией заземления. Существует два типа осциллографов: с изолированными каналами и без такой изоляции. Осциллографы с изолированными каналами – довольно редкий вид приборов, и этот факт будет обязательно подчеркнут в описании устройства. Если вы никогда не задумывались о том, есть ли у вашего осциллографа такая изоляция, то, скорее всего, ее нет. Что это значит на практике? Это значит, что сопротивление между земляным хвостом щупа осциллографа и земляным выводом в сетевой розетке 230 В близко к нулю. Для лучшего понимания, этот факт продемонстрирован на рисунке ниже.


На данном рисунке показано измерение сопротивление между земляным хвостом щупа осциллографа и земляным контактом шнура питания осицллографа. Как видим, величина сопротивления очень мала и составляет всего 2,18 Ома. В реальности она еще меньше, потому что здесь не учитывалось сопротивление самих щупов мультиметра, которое может быть более 1 Ома.

Итак, сделаем важный вывод: у осциллографа земляной хвост щупа соединен с земляным контактом розетки и через нее заземлен в электрическом щитке.

Структура бытовой сети 230 В

Наиболее полное описание структуры сети 230 В, конечно, лучше найти в какой-нибудь литературе по теории электрических цепей, прочитав раздел про трехфазные цепи. В рамках данной статьи будет представлена только очень маленькая часть этого курса, имеющая непосредственное отношение к нашей проблеме.

В обычную бытовую розетку приходит как правило 3 провода: фаза, нейтраль и заземление. В старых домах советской постройки третьего провода (заземления) может и не быть. Провод заземления в общем-то соответствует своему названию: в конечном итоге он переходит в шину (контур заземления), которая закапывается глубоко в землю где-нибудь под зданием или в непосредственной близости от него (разумеется, не просто абы как, а в соответствии с определенными правилами). Этот провод предназначен для защиты человека от возможного поражения электрическим током: в случае нештатной ситуации, например, попадания напряжения на корпус прибора, ток начинает идти по проводу заземления, что приводит к срабатыванию защитной автоматики и отключению напряжения.

Нейтраль по сути своей очень близка к заземлению. Если вы внимательно рассмотрите линию электропередач в сельской местности, то заметите, что нейтральный проводник заземляется на каждой опоре.


Кроме того, нейтральный проводник заземлен также и на подстанции (здесь есть свои нюансы, но в быту обычно это так, схемы с изолированной нейтралью мы не рассматриваем).


В идеальном мире сопротивление между проводом заземления и нейтралью в розетке равно нулю, и они имеют абсолютно одинаковый потенциал. В реальном мире сопротивление проводников вносит свои коррективы и между нейтралью и заземлением имеется сопротивление порядка единиц-десятков Ом. Запомним этот факт, он пригодится нам в дальнейшем.

Фазный проводник – это непосредственно сам «рабочий» проводник, который формирует синусоиду относительно нейтрали. Синусоида в бытовой розетке имеет амплитуду порядка 325 В и колеблется в плюс и в минус относительно нейтрального проводника. Таким образом, при положительной полуволне синусоиды ток течет из фазного проводника в нейтральный, а при отрицательной полуволне наоборот – ток течет из нейтрального проводника в фазный.

Что происходит при подключении осциллографа?

Итак, сведем в кучку выводы по предыдущим разделам статьи:

  1. В сетевом импульсном источнике питания цепь локальной (силовой) земли связана с нейтралью и фазой через диоды.
  2. У осциллографа земляной хвост щупа соединен внутри него с земляным контактом розетки.
  3. Сопротивление между нейтралью и заземлением в сети мало и составляет единицы-десятки Ом.
  4. При положительной полуволне синусоиды ток течет из фазного проводника в нейтральный, а при отрицательной полуволне – из нейтрального в фазный.

Для начала давайте посмотрим, как ведет себя схема без подключенного осциллографа. На рисунке ниже приведены результаты моделирования такой схемы (картинка кликабельна).



Сопротивление R1 в данном случае – это сопротивление нагрузки. Я выбрал его равным 100 кОм. Можно взять любое другое, в данном случае его величина не принципиальна. Сопротивление R2 – это сопротивление между нейтральным и проводником и заземлением. Я выбрал его равным 10 Ом. Амплитудное напряжение между фазой и нейтралью составляет 325 В, что соответствует действующему значению напряжения в 230 В, сигнал показан на зеленом графике.

Как видно из графиков тока, он нигде не превышает величины нескольких миллиампер и вся система чувствует себя хорошо.

А что будет, если подключить к такой цепи осциллограф? Результат показан на рисунке ниже (картинка кликабельна).



Как видим, в модель добавился резистор R3 с сопротивлением 2 Ома. Этот резистор соответствует сопротивлению между земляным хвостом щупа осциллографа и контактом заземления шнура питания осциллографа. Чуть выше мы проводили измерение этого параметра и получили величину равную порядка 2 Ом. Этот резистор подключен к локальной силовой земле PGND: именно к этой цепи вы скорее всего и подключите землю осциллографа, если захотите произвести измерения на первичной стороне источника питания. Но как же ведет себя при этом ток? А он вырастает до катастрофических величин. Величина тока в нашей модели составляет более 25 А! В данном случае ток ограничен величиной сопротивления между нейтралью и заземлением, внутренним сопротивлением диодного моста, а также величиной сопротивления всех проводов. И этот ток протекает, помимо всего прочего, через резистор R3, т.е. через щуп осциллографа и через его внутренние цепи. 25 А через внутренние цепи осциллографа гарантированно выжгут внутри все, что возможно, не факт даже, что уцелеет сама печатная плата. Таким образом, данная картинка весьма наглядно показывает, что будет с прибором, если вот так просто попытаться измерить сигналы на не отвязанном от сети источнике.

Если чуть проанализировать результаты выше, то становится понятным, что смертельным для осциллографа оказывается отрицательная полуволна синусоиды в розетке. Отрицательная полуволна создает в точке между диодами D1 и D3 отрицательный потенциал. К точке PGND оказывается приложен нулевой потенциал (GND) через хвост щупа осциллографа, который соединен внутри него с землей розетки. Таким образом, у нас образуется разность потенциалов, причем диод D1 оказывается включенным в прямой полярности, что и приводит к резкому росту тока. Все вышесказанное наглядно проиллюстрировано на рисунке ниже.


А как же УЗО?

Действительно, при подключении земляного хвоста осциллографа к локальной (силовой) земле на стороне сетевого напряжения возникает дисбаланс токов и это должно отрабатываться УЗО. Возможно, оно и спасет цепи осциллографа от полного выгорания, однако, увы, УЗО срабатывает отнюдь не мгновенно, время его реакции составляет десятки миллисекунд. За это время вполне успеет проскочить хотя бы одна полуволна синусоиды сетевого напряжения, которая если не выжжет прибор совсем, скорее всего, все равно повредит чувствительные входные цепи осциллографа. Кроме того, в электрическом щитке УЗО присутствует далеко не всегда. Поэтому, не смотря на то, что УЗО, безусловно, полезный компонент электропроводки, в данном случае неразумно полагаться на защиту прибора с его помощью. Но как же быть, если все-таки необходимо посмотреть какие-то сигналы у прибора, работающего от сети 230 В? На самом деле, есть несколько способов, как это можно сделать относительно безопасно, об этом в следующем разделе

Как посмотреть сигналы на стороне сетевого напряжения и не спалить приборы?

1. Использовать осциллограф с гальванически развязанными каналами

У осциллографа с гальванически развязанными каналами все каналы имеют изоляцию как друг относительно друга, так и относительно земли. Таким образом, при подключении прибора к схеме, у нас не будет образовано контура, через который может произойти короткое замыкание и выгорание схемы. Однако будьте все равно предельно внимательны, даже если у вас осциллограф с развязанными каналами. Внимательно изучите документацию на свой прибор и обратите внимание на конкретные цифры по максимально допустимому напряжению относительно земли. Если вы будете анализировать сигналы на стороне сетевого напряжения, то, скорее всего, вам понадобятся специальные высоковольтные щупы, которые позволяют проводить измерения под большим потенциалом. Использование осциллографа с развязанными каналами имеет один большой недостаток – цена. Такие осциллографы заметно дороже осциллографов с аналогичными характеристиками, земли каналов которых соединены на общем шасси. Кроме того, модельный ряд таких осциллографов довольно-таки скудный, по сравнению с классическими осциллографами, конечно же. В общем, если у вас есть осциллограф с изолированными каналами и вы умеете с ним работать, скорее всего, вы мало что нового узнали из этой статьи.

2. Использовать дифференциальный пробник

Если у вас нет осциллографа с гальванически развязанными каналами, но есть обычный, то можно развязать какой-либо его канал с использованием специального устройства, которое называется дифференциальный пробник. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже.


С помощью данного устройства возможно относительно безопасно смотреть сигналы на стороне сетевого напряжения. Существует достаточно большое число видов подобных устройств на разные входные напряжения и частот с разными коэффициентами деления входного напряжения. Как правило это активные устройства, требующие дополнительного питания, например, устройство с рисунка выше требует адаптер 9 В. Цена подобных устройств обычно тоже не очень демократична и составляет десятки, а иногда и сотни тысяч рублей (по курсу на момент написания статьи).

3. Использовать развязывающий трансформатор

Вполне рабочий способ защитить осциллограф и посмотреть при этом сигналы на стороне сетевого напряжения – использование развязывающего трансформатора с коэффициентом трансформации 1:1 (т.е. величина напряжения на выходе трансформатора равна величине напряжения на его входе). Через такой трансформатор необходимо подключить объект исследования (например, все тот же анализируемый нами источник питания). Поясняющий рисунок с результатами моделирования приведен ниже (картинка кликабельна).



Как видим, не смотря на то, что к схеме точно таким же образом подключен заземленный хвост щупа осциллографа, на графиках тока нет никаких запредельных величин. Ток через внутренности осциллографа (через сопротивление R3) равен нулю, а амплитуда тока источника питания и нагрузки составляет несколько миллиампер, как было у нас при не подключенном осциллографе. Это происходит потому, что теперь у нас земля PGND гальванически развязана от сетевого напряжения. Однако это вовсе не значит, что теперь все безопасно для человека: на выходе трансформатора по-прежнему 230 В действующего напряжения, которые могут представлять смертельную опасность.

При использовании развязывающего трансформатора помимо коэффициента трансформации необходимо также обязательно посмотреть на такой параметр, как максимально допустимая мощность. Очевидно, что потребляемая вашей нагрузкой мощность не должна превышать максимально допустимую мощность, на которую рассчитан трансформатор. Таким образом, этот способ вряд ли подойдет для анализа установок на несколько киловатт: габариты и масса требуемого трансформатора будут слишком велики.

4. Использовать лабораторный источник питания

Если ваш объект исследования – импульсный источник питания, то безопасно посмотреть его первичные цепи можно запитав его не от сети 230 В, а через лабораторный источник питания постоянного тока. Внутри такого источника питания всегда стоит трансформатор, таким образом достигается гальваническая развязка, и осциллограф можно безбоязненно подключать к анализируемой схеме. Поскольку на входе импульсного источника питания стоит выпрямитель, то для его работы нет большой разницы, подадите вы на вход синусоиду или же постоянное напряжение. Разумеется, величина этого постоянного напряжения должна соответствовать выпрямленному сетевому напряжению с каким-либо допуском. На прошлой работе в качестве такого источника питания мы использовали источник Б5-50, он изображен на рисунке ниже.


Он выглядит не очень современно, однако умеет выдавать на выходе напряжение до 300 В и неплохо подходит для отладки схем мощностью до пары сотен ватт.

Дополнительный очень жирный плюс использования лабораторного источника питания при отладке – вы можете выставить на источнике питания необходимое ограничение по току. Таким образом, даже если схема неисправна, у вас не будет громкого ба-баха и с большой долей вероятности ничего не сгорит. Такой подход несравнимо лучше всем известного включения схемы через лампочку накаливания. Единственное о чем стоит помнить – мощность лабораторного источника питания должна быть достаточной для организации питания исследуемой схемы.

5. Использовать розетку без заземления

Внимание! Данный способ относится к категории опасных, поэтому я не могу рекомендовать использовать его. Однако все-таки для полноты картины я должен про него рассказать, хотя бы для того, чтобы сообщить о возможных опасностях. Более того, бывает, что зачастую он оказывается единственным возможным способом посмотреть сигнал на стороне сетевого напряжения без привлечения какого-либо специального оборудования типа развязывающего трансформатора или осциллографа с изолированными каналами. Данный способ заключается в том, что осциллограф включается в розетку без клеммы заземления (см. рисунок ниже).


Таким образом разрушается контур протекания тока, однако это приводит к одной большой проблеме. Теперь земля осциллографа оказывается под смертельно опасным потенциалом. Это значит, что опасное для жизни напряжение будет присутствовать на всех BNC-разъемах осциллографа, на земляных хвостах всех подключенных щупов, а также, возможно, и на корпусах всех других приборов, включенных в ту же розетку (в случае, если в розетке все же есть контакты заземления, но к ней не подведен заземляющий провод). И если теперь одной рукой просто задеть коаксиальный разъем на корпусе осциллографа, а другой при этом, условно, схватиться за батарею… в общем, вы понимаете. Совершенно недопустимо использовать этот способ, если у вас осциллограф в металлическом корпусе. Если все-таки используете этот способ, то отключите все лишние щупы, а также другие провода (USB, RS-232 и др.), убедитесь, что в розетку включен только один осциллограф, выполните все подключения, настройте заранее все крутилки на осциллографе, убедитесь, что не заденете случайно BNC разъемы и только потом подавайте сетевое напряжение.

Тем не менее, при соблюдении всех мер предосторожностей, этот способ в целом рабочий. Под спойлером ниже приведена осциллограмма напряжения из розетки, снятая мной еще в студенческие годы как раз с использованием этого самого способа. Поскольку сетевое напряжение имеет размах, превышающий количество клеток на экране осицллографа, измерение происходило через резистивный делитель напряжения 1:5.

Напряжение в розетке


6. Использовать осциллограф с питанием от аккумуляторной батареи

Некоторые осциллографы могут работать от встроенных аккумуляторных батарей. Сетевой шнур при этом не подключается, соответственно, осциллограф оказывается не заземленным. По сути этот способ является полным аналогом предыдущего, только вместо розетки без заземления используется питание осциллографа от встроенной батареи. Этот способ абсолютно точно также опасен, как и предыдущий: на всех разъемах осциллографа будет присутствовать все тот же смертельно опасный потенциал, поэтому все меры безопасности, описанные в предыдущем пункте статьи, в равной степени справедливы и для этого способа.

7. Запитать управляющие микросхемы низким напряжением от лабораторного источника

Иногда бывают ситуации, когда для отладки не обязательно наличие высокого сетевого напряжения. В таком случае лучше просто запитать управляющие цепи с помощью низковольного лабораторного источника питания. Величина требуемого напряжения всегда прописана в документации на конкретные микросхемы (например, в случае исследования ШИМ-контроллера оно обычно не превышает 20 В). Сетевое напряжение 230 В при этом, само собой, не подается, поэтому можно абсолютно безопасно исследовать осциллографом импульсы на выходе контроллера, работу осциллятора, величину опорных напряжений и другие критические сигналы. Конечно, без наличия сетевого напряжения все проверить не получиться, но откровенно мертвый контроллер без проблем можно продиагностировать.

Общие рекомендации по работе с сетевым напряжением

1. При работе с сетевым напряжением всегда соблюдайте технику безопасности

Да, сто раз про это везде уже писали, но, тем не менее, почему-то часто то, как делать не надо, выясняется только на своей шкуре своем опыте. Не стоит лезть в приборы под напряжением во время работы, лучше выполните все подключения до включения питания. Не забывайте про накопительные конденсаторы: на их разряд нужно некоторое время, которое может стремиться к бесконечности (условно, конечно же), если разработчик не поставил разрядных резисторов.

2. Изучите инструкцию на ваш прибор

Конечно, жизнь слишком коротка, чтобы читать инструкции, поэтому их обычно открывают только когда что-то не работает или сломано. Но если вы работаете с сетевым напряжением, все-таки стоит заранее посмотреть, а какие, собственно, предельные цифры у вашего прибора. Небрежность в этом вопросе может стоить очень дорого.

3. Используйте недорогие приборы

Если вы исследуете сетевое напряжение, то отложите в сторону ваш крутой Tectronix DPO 7254 ценою в несколько миллионов и возьмите какой-нибудь Наntек DSO 5102 за пару десятков тысяч рублей. На стороне сетевого напряжения вам не нужны гигасемплы и крутая математика, зато если что-то пойдет не так, ошибка не будет стоить настолько дорого.

4. По возможности всегда работайте с гальванической развязкой от сети

Из-за несоблюдения этого правила в этом мире погорело уже куча электроники. В моей практике был случай, который стоил мне ноутбука и JTAG-отладчика. Я проводил отладку одного устройства и вроде бы ничего не предвещало беды. Устройство имело металлический корпус и на корпусе была установлена неоновая лампочка, которая светилась от сети 230 В. Корпус, естественно, был заземлен. Сама плата с микроконтроллером была запитана от отдельного изолированного источника питания. И в один прекрасный момент эта лампочка пробилась на корпус устройства. В этот момент к плате был подключен JTAG-отладчик, который был воткнут в ноутбук. Ноутбук же в свою очередь был включен в розетку с заземлением. Таким образом, ток пошел по цепочке «неоновая лампочка – корпус – плата – JTAG-отладчик – ноутбук – источник питания ноутбука – заземление». Разумеется, ноутбук и программатор при этом выгорели без возможности восстановления. Этого можно было бы избежать, если бы применялся JTAG-отладчик с гальванической развязкой. Ну и использовать топовый MacBook Pro в качестве рабочей машины при отладке силовой электроники, конечно же, тоже не стоит (см. предыдущий пункт).

Осциллограф в розетку

Объявления

Юный пионер

Постоянное напряжение на выходе не имеет значения для расчёта ёмкости. Ещё там должно быть написано, что конденсаторы должны быть Low ESR. Кстати, поэтому там и два параллельно стоят, а не один удвоенной ёмкости. ESR с увеличением ёмкости уменьшается не сильно. Два параллельно половинной ёмкости имеют ESR меньше, чем один. Важны именно потери в конденсаторе на высоких частотах, которые его разогревают, а это зависит от ESR. Ищите дальше. Конденсатор должен быть на напряжение хотя бы в 1,4 раза больше, чем максимальное в данном устройстве. 16 В в данном случае - на пределе. Если вам продать и забыть, и вы уверены, что вас не найдут вам не вернут обратно, то можно и на 16. А для себя, любимого, лучше поставить как положено, на 20 - 25 В. Если вы с этого БП будете брать ток не более 2 А, то можете поставить ТРИ параллельно SMD конденсатора 47 мкФ 20 В Low ESR типоразмера "D", а лучше "Е". Конденсаторы такой ёмкости найти будет проще. Меньшего типоразмера имеют более высокий ESR и в данном применении не годятся. В общем, суммарный ESR, измеренный на 100 кГц, должен быть примерно не больше 70-80 мОм. Чем меньше, - тем лучше. А ёмкость в данном случае вторична, влияет только на постоянную времени регулирования.

la5fn

Да уж. У Квода ВК принципиально работает без ТП. Прочтите про класс "В"! Потом про класс "А+В". Потом ответьте себе на свой собственный вопрос. По моему я вас сильно недооценивал)))) В смысле, ухожу в зрительный зал. Надоело.

MiSol62

минздрав

А это надо указывать в старттопе, при открытии темы. Ну и схема, замеры, в таком виде тема больше подходит для форума домохозяек.

А подумай. резистор-конденсатор-диод это стартовая цепь, она выдаёт импульс по включению питания, это скорее надо для логических схем как сигнал сброса. По сути, это схема супервизора питания. Детали лишние. Транзистор тоже выкинь, поставь вместо него просто резистор, и наблюдай за работой схемы подавая различное питание.

drubtsow

Да нет, он же и до этого всего так же гудел, но до этого он мало того что гудел при регулировке тембра, до этого он перманентно гудел и ещё иногда сам по себе хрипел

Использование осциллографа

▌Старая статья о аналоговом осциллографе
Рано или поздно любой начинающий электронщик, если не бросит свои эксперименты, то дорастет до схем, где нужно отслеживать не просто токи и напряжения, а работу схемы в динамике. Особенно это часто нужно в различных генераторах и импульсных устройствах. Вот тут без осциллографа делать нечего !

Страшный прибор, да? Куча ручек, каких то кнопочек, да еще экран и нифига не понятно что тут да зачем. Ничего, сейчас исправим. Сейчас я тебе расскажу как пользоваться осциллографом.

Конструкция
Делается это посредством лучевой трубки, отклоняющей системы и генератора развертки.
В лучевой трубке пучок электронов попадая на экран заставляет светится люминофор, а пластины отклоняющей системы позволяют гонять этот пучок по всей поверхности экрана. Чем сильней напряжение, приложенное к электродам, тем больше отклоняется пучок. Подавая на пластины Х пилообразное напряжение мы создаем развертку . То есть луч у нас движется слева-направо, а потом резко возвращается обратно и продолжает снова. А на пластины Y мы подаем изучаемое напряжение.

Развертка осциллографа во времени

Синхронизация
Синхронизировать пилу с сигналом можно либо вручную, подстраивая ручкой скорость так, чтобы синусоида остановилась, а можно по уровню . То есть мы указываем при каком уровне напряжения на входе нужно запустить генератор развертки. Как только напряжение на входе превысит уровень, так сразу же запустится генератор развертки и выдаст нам импульс.
В итоге, генератор развертки выдает пилу только тогда, когда надо. В этом случае синхронизация получается полностью автоматической. При выборе уровня следует учитывать такой фактор, как помехи. Так что если взять слишком низкий уровень, то мелкие иголки помех могут запустить генератор когда не нужно, а если взять уровень слишком большой, то сигнал может под ним пройти и ничего не случится. Но тут проще покрутить ручку самому и сразу же все станет понятно.
Также сигнал синхронизации можно подать и с внешнего источника.

Синхронизация по уровню

Мой верный осциллограф

Мой верный осциллограф

Итак:
Яркость, фокус и освещение шкалы думаю не требуют пояснений. Это настройки интерфейса.

Усилитель У и стрелочки вверх вниз. Эта ручка позволяет гонять изображение сигнала вверх или вниз. Добавляя ему дополнительное смещение. Зачем? Да иногда не хватает размера экрана, чтобы вместить весь сигнал. Приходится его загонять вниз, принимая за ноль не середину, а нижнюю границу.

Ниже идет тумблер переключающий ввод с прямого, на емкостный. Этот тумблер в том или ином виде есть на всех без исключения осциллографах.

Важная вещь! Позволяет подключать сигнал к усилителю либо напрямую, либо через конденсатор. Если подключить напрямую, то пройдет и постоянная составляющая и переменная . А через кондер проходит только переменная .

Например, надо нам посмотреть на уровень помех блока питания компа. Напряжение там 12 вольт, а величина помех может быть не более 0.3 вольт. На фоне 12 вольт эти жалкие 0.3 вольт будут совсем незаметны. Можно, конечно увеличивать коэффициент усиления по Y , но тогда график вылезет за экран, а смещения по Y не хватит, чтобы увидеть вершину. Тогда нам нужно лишь врубить конденсатор и тогда те 12 вольт постоянки осядут на нем, а в осциллограф пройдет только переменный сигнал, те самые 0.3 вольта помехи. Которые можно усилить и разглядеть в полный рост.

Еще почти на каждом осциллографе есть калибровочный выход . На котором ты всегда можешь найти прямоугольный сигнал частотой 1Кгц и напряжением около полувольта . В зависимости от модели осцила. Используется для проверки работы самого осциллографа, ну иногда и в тестовых целях пригождается :)

Две здоровенные крутилки Усиление и Длительность

Усиление служит для масштабирования сигнала по оси Y . Там же показано сколько вольт на деление в итоге покажет.
Скажем, если у тебя стоит 2 вольта на деление, а сигнал на экране достигает высоты две клеточки размерной сетки, значит амплитуда сигнала равна 4 вольта.

Длительность определяет частоту развертки. Чем короче интервал, чем больше частота, тем более высокочастотный сигнал ты сможешь разглядеть. Тут клеточки проградуированы уже в милли и микросекундах. Так что по ширине сигнала ты можешь посчитать сколько он клеток, а умножив его на масштаб по оси Х получишь длительность сигнала в секундах. Также можно посчитать длительность одного периода, а зная длительность легко найти частоту сигнала f=1/t

Верхняя пипка на крутилках позволяет менять масштаб плавно. Обычно у меня она стоит на щелчке, чтобы я всегда четко знал какой у меня масштаб.

Также там есть вход Х на который можно подать свой сигнал, вместо пилы развертки. Таким образом осциллограф может послужить телевизором или монитором, если собрать схему которая будет формировать изображение.

Крутилка с надписью Развертка и стрелочками влево и вправо позволяет гонять график по экрану влево и вправо. Удобно иногда бывает, чтобы подогнать нужный участок под деления сетки.

Как только появилась полоса, то выстави крутилками смещения её на ноль. Если у тебя аналоговый осцил, особенно если древний, то дай ему прогреться. У моего после включения ноль плавает еще минут пятнадцать.

Дальше выстави предел измерений по напряжению . Бери с запасом, если что уменьшишь. Теперь если земляной провод осциллографа приложишь к минусу батарейки, а сигнальный к плюсу, то увидишь как график скакнет на полтора вольта. Кстати, старые осциллографы зачастую начинают подвирать, поэтому по эталонному источнику напряжения полезно посмотреть насколько точно он отображает напряжение.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

84 thoughts on “Использование осциллографа”

sinobi :

Вот думаю компьютерный осцил в буке заюзать,не подскжете програмку поудобнее и несложную приставку на вход?

Сигнал осциллографа из розетки 220в

Funk

Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.

Информация

Недавно просматривали 0 пользователей

Популярные темы

Автор: Марина989
Создана 13 Сентября

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Марина989
Создана 13 Сентября

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Mariya888
Создана 5 Февраля

Автор: Byfer96
Создана во вторник в 13:39

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Марина989
Создана 13 Сентября

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: tarasova.63
Создана 20 Августа

Автор: JerryO
Создана 2 Сентября

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: ЭДСка
Создана 23 Ноября 2020

Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012

Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014

Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2016

Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012

  • Компания
  • Каталог СИ
  • Справочник
  • Сообщество
  • Вакансии

Как пользоваться осциллографом? 2 минуты и научится каждый. Конкретный пример измерений!

Для многих начинающих радиолюбителей осциллограф предстаёт сложным неизведанным устройством. У кого-то в воспоминаниях огромные советские осциллографы с лучевой трубкой, которые на уроках физики показывал учитель. У кого-то современные навороченные, где непонятно куда нажимать. Сегодня каждый из вас научится пользоваться осциллографом! Даже новичок! А тот, кто уже умеет, узнает некоторые полезные функции, часто используемые на практике.

В конце статьи-сюрприз! Сохраняйте его себе - пригодится точно!

Наш обучающий материал будет об очень популярной модели -GA1102CAL, которая имеет необходимый набор функций как для радиолюбителя, так и для производственного применения. А для новичка это модель хороша, тем, что она не перегружена избыточными функциями. Эта модель представляет собой типовой осциллограф, поэтому на его примере очень удобно учиться, чтобы потом пользоваться любым подобным (Rigol и т.п.)

Типовой цифровой осциллограф. Содержит необходимый для радиолюбителя набор функций. Не отпугнёт новичка! Типовой цифровой осциллограф. Содержит необходимый для радиолюбителя набор функций. Не отпугнёт новичка!

Назначения кнопок, регуляторов и разъёмов

Прежде, чем начать рассмотрение органов управления осциллографа давайте по пунктам разберем, что же мы ждём от него (базовое)? Что будет удобно делать с сигналом при его исследовании?

  • осциллограф должен принять нужный нам сигнал, значит нужен провод - он называется щуп ;
  • осциллограф должен отобразить нужный нам сигнал на экране, т.е. как изменяется сигнал в зависимости от времени ;
  • мы должны иметь возможность изменять масштаб сигнала, как по времени (Секунды), так по амплитуде (Вольты), чтобы он не показывался на экране обрезанным или чрезмерно малым или с неразличимыми "слипшимися" колебаниями.
Лицевая панель осциллографа Лицевая панель осциллографа

Переходим к обозначениям кнопок, регуляторов и разъемов.

1. Кнопки работы с опциями меню - аналогично управлению на кнопочном мобильном телефоне. Опции меню вылетают по мере включения тех или иных функций и режимов;

2. Кнопка захвата изображения экрана PRINT - скриншот экрана для последующей записи на флешку;

3. Универсальный регулятор (используется во всех режимах, как джойстик);

4. Кнопки управления меню с заранее заданными функциями:

[SAVE/RECALL]: кнопка доступа к меню сохранения/вызова настроек и осциллограмм;

[ACQUIRE]: кнопка доступа к меню сохранения данных сигнала;

[MEASURE]: кнопка доступа к меню автоматических измерений;

[CURSORS]: кнопка доступа к меню курсорных измерений. Если это меню отображается на экране (при включенных курсорах) для перемещения курсоров можно использовать универсальный регулятор (п.3);

Курсоры нужны для удобства измерения, например, периода сигнала.

[DISPLAY]: кнопка доступа к меню настроек системы отображения;

[UTILITY]: кнопка доступа к меню сервисных функций;

5. Кнопка автоматической настройки AUTO - автоматически выбирается масштаб по времени и амплитуде ;

ЕСЛИ НЕ ЗНАЕТЕ, ЧТО ДЕЛАТЬ, НАЖИМАЙТЕ ЭТУ КНОПКУ - AUTO ПЕРВЫМ ДЕЛОМ ;) Всё заработает!

6. Кнопка детализированного управления (включение триггера и т.п.);

7. Кнопки управления горизонтальными характеристиками (масштаб, положение и т.п.);

8. Кнопки управления вертикальными характеристиками (масштаб, положение и т.п.);

9. Выход сигнала компенсации щупа (подобно калибровке, которую желательно периодически делать) / разъём заземления;

12. Кнопка включения / выключения меню - Menu ON/OFF ;

13. Порт USB-интерфейса (USB-хост) - можно вставить флешку и записать на нее фрагмент сигнала;

Читайте также: