Grundlæggende oscilloskopoperation

Grundlæggende EL-lære #1 (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Grundlæggende oscilloskopoperation

AC elektriske kredsløb


Spørgsmål 1

Et oscilloskop er et meget nyttigt stykke elektronisk testudstyr. De fleste alle har set et oscilloskop i brug i form af en hjertefrekvensmåler (elektrokardiogram eller EKG) af den type, der ses i lægehuse og hospitaler.

Hvad viser oscilloskopskærmens to akser (vandret og lodret) ved at overvåge hjerteslag? // // www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00530x01.png ">

I almindelighed er elektronikbrug, når de måler AC-spændingssignaler, hvad repræsenterer de to akser (vandret og lodret) på oscilloskopskærmen?

Reveal svar Skjul svar

EKG vertikal = hjertemuskel sammentrækning ; EKG vandret = tid

General-purpose lodret = spænding ; Generel horisontal = tid

Bemærkninger:

Oscilloskopfunktionen er ofte bedst lært gennem interaktion. Sørg for at have mindst ét ​​oscilloskop operationelt i klasseværelset for studentinteraktion under diskussionstiden.

Spørgsmål 2

Kernen i et analogt oscilloskop er en speciel type vakuumrør kendt som en katodestrålerør eller CRT . Mens lignende i funktion til CRT, der anvendes i fjernsyn, er oscilloskop-displayrør specielt bygget til at betjene et måleinstrument.

Forklar, hvordan en CRT fungerer. Hvad der foregår inden i røret for at producere bølgeform skærme på skærmen "# 2"> Reveal svar Skjul svar

Der er mange vejledninger og fremragende referencebøger om CRT-funktion - læs nogle af dem!

Bemærkninger:

Nogle af jeres elever kan komme på tværs af fotografier og illustrationer af CRT'er til brug i deres præsentation. Hvis det overhovedet er muligt, giver de enkelte studerende mulighed for at dele deres visuelle resultater med deres klassekammerater ved hjælp af en overhead projektor, computerskærm eller computer projektor. Diskuter i detaljer driften af ​​en CRT med dine elever, især med hensyn til den elektrostatiske metode til elektronstråleafbøjning, der bruges til at "styre" strålen til bestemte områder på skærmen.

Spørgsmål 3

Når en oscilloskops lodrette ("Y") akse er kortsluttet, skal resultatet være en lige linje midt på skærmen:

Bestem spændingskildens DC-polaritet, baseret på denne illustration:

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Dette spørgsmål udfordrer eleverne til at finde ud af både polariseringen af ​​sonden (og jordklip) samt orienteringen af ​​Y-aksen. Det er selvfølgelig meget vigtigt, at koblingsstyringen indstilles på "DC" for at kunne måle et DC-signal med succes.

Spørgsmål 4

Et oscilloskop er forbundet til et batteri med ukendt spænding. Resultatet er en lige linje på displayet:

Forudsat at oscilloskopets display er korrekt "nulstillet", og den vertikale følsomhed er indstillet til 5 volt pr. Opdeling, bestemmes spændingen af ​​batteriet.

Reveal svar Skjul svar

Batterispændingen er lidt større end 6, 5 volt.

Bemærkninger:

Målespænding på en oscilloskopskærm svarer meget til målespænding på et analog voltmeter. Det matematiske forhold mellem skalainddelinger og interval er stort set det samme. Dette er en af ​​grundene til, at jeg opfordrer eleverne til at bruge analoge multimetre lejlighedsvis i deres labwork, hvis det ikke er andet end at forklare principperne for oscilloskopskala fortolkning.

Spørgsmål 5

En tekniker forbereder sig til at bruge et oscilloskop til at vise et vekselstrømssignal. Efter at oscilloskopet er tændt og tilsluttet Y-indgangssonden til signalkilde-testpunkterne, vises denne skærm:

Hvilke displaystyring (er) skal justeres på oscilloskopet for at vise færre cykler af dette signal på skærmen, med større højde (amplitud) "# 5"> Reveal svar Skjul svar

"Timebase" -kontrollen skal justeres i færre sekunder pr. Division, mens den "vertikale" kontrol skal justeres for færre volt pr. Division.

Bemærkninger:

Diskuter funktionen af ​​begge disse kontroller med dine elever. Hvis det er muligt, demonstrér dette scenario ved hjælp af en ægte oscilloskop og funktionsgenerator, og få eleverne til at justere kontrollerne for at få bølgeformen til at vise optimalt. Udfordre dine elever til at tænke på, hvordan signalkilden (funktionsgeneratoren) kan justeres for at producere displayet, så få dem til at tænke på måder, hvorpå oscilloskopets kontrol kan justeres for at passe.

Spørgsmål 6

En tekniker forbereder sig til at bruge et oscilloskop til at vise et vekselstrømssignal. Efter at oscilloskopet er tændt og tilsluttet Y-indgangssonden til signalkilde-testpunkterne, vises denne skærm:

Hvilke displaystyring (er) skal justeres på oscilloskopet for at vise en normal bølge på skærmen "# 6"> Reveal svar Skjul svar

Den "lodrette" kontrol skal justeres for et større antal volt pr. Division.

Bemærkninger:

Diskuter funktionen af ​​begge disse kontroller med dine elever. Hvis det er muligt, demonstrér dette scenario ved hjælp af en ægte oscilloskop og funktionsgenerator, og få eleverne til at justere kontrollerne for at få bølgeformen til at vise optimalt. Udfordre dine elever til at tænke på, hvordan signalkilden (funktionsgeneratoren) kan justeres for at producere displayet, så få dem til at tænke på måder, hvorpå oscilloskopets kontrol kan justeres for at passe.

Spørgsmål 7

En tekniker forbereder sig til at bruge et oscilloskop til at vise et vekselstrømssignal. Efter at oscilloskopet er tændt og tilsluttet Y-indgangssonden til signalkilde-testpunkterne, vises denne skærm:

Hvad der vises på oscilloskopskærmen er en lodret linie, der bevæger sig langsomt fra venstre mod højre. Hvilken skærmkontrol (e) skal justeres på oscilloskopet for at vise en normal bølge på skærmen "# 7"> Reveal svar Skjul svar

"Timebase" -kontrollen skal justeres i færre sekunder pr. Division.

Bemærkninger:

Diskuter funktionen af ​​begge disse kontroller med dine elever. Hvis det er muligt, demonstrér dette scenario ved hjælp af en ægte oscilloskop og funktionsgenerator, og få eleverne til at justere kontrollerne for at få bølgeformen til at vise optimalt.

Spørgsmål 8

En tekniker forbereder sig til at bruge et oscilloskop til at vise et vekselstrømssignal. Efter at oscilloskopet er tændt og tilsluttet Y-indgangssonden til signalkilde-testpunkterne, vises denne skærm:

Hvilke displaystyring (er) skal justeres på oscilloskopet for at vise en normal bølge på skærmen "# 8"> Reveal svar Skjul svar

"Timebase" -kontrollen skal justeres for et større antal sekunder pr. Division.

Bemærkninger:

Diskuter funktionen af ​​begge disse kontroller med dine elever. Hvis det er muligt, demonstrér dette scenario ved hjælp af en ægte oscilloskop og funktionsgenerator, og få eleverne til at justere kontrollerne for at få bølgeformen til at vise optimalt. Udfordre dine elever til at tænke på, hvordan signalkilden (funktionsgeneratoren) kan justeres for at producere displayet, så få dem til at tænke på måder, hvorpå oscilloskopets kontrol kan justeres for at passe.

Spørgsmål 9

Bestem frekvensen af ​​denne bølgeform, som det fremgår af et oscilloskop med en vertikal følsomhed på 2 volt pr. Division og en timebase på 0, 5 millisekunder per division:

Reveal svar Skjul svar

400 Hz

Bemærkninger:

Dette er bare en simpel øvelse i bestemmelsesperioden og oversætter denne værdi til frekvens.

Spørgsmål 10

Hvis man antager, at den vertikale følsomhedskontrol er indstillet til 2 volt pr. Division, og timebasekontrollen er indstillet til 10 μs pr. Division, beregnes amplituden af ​​denne "sawtooth" -bølge (i volt-spids og volt-top-to-peak) såvel som dens frekvens.

Reveal svar Skjul svar

E peak = 8 V
E peak-to-peak = 16 V
f = 6, 67 kHz

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er ikke kun godt for indførelsen af ​​grundlæggende oscilloskopprincipper, men det er også fremragende til gennemgang af AC-bølgeformmålinger.

Spørgsmål 11

De fleste oscilloskoper kan kun direkte måle spænding, ikke strøm. En måde at måle vekselstrøm med et oscilloskop på er at måle spændingen faldt over en shunt-modstand . Da spændingen faldt over en modstand er proportional med strømmen gennem den modstand, uanset bølgeformen bliver strømmen oversat til et spændingsfald med nøjagtig samme bølgeform.

Men man skal være meget forsigtig, når der tilsluttes et oscilloskop til nogen del af et jordforbundet system, som mange elektriske systemer er. Bemærk hvad der sker her, når en tekniker forsøger at forbinde oscilloskopet på tværs af en shunt modstand placeret på den "varme" side af et jordet 120 VAC motor kredsløb:

Her skaber oscilloskopets referenceledning (det lille alligator-klip, ikke den skarpe-tippede probe) en kortslutning i elsystemet. Forklar hvorfor dette sker.

Reveal svar Skjul svar

Den "jordede" klip på en oscilloskop probe er elektrisk fælles med oscilloskopets metalchassis, som igen er forbundet med jordbunden ved hjælp af den trekantede stikkontakt.

Bemærkninger:

Dette er en meget vigtig lektion for studerende at lære om line-drevne oscilloskoper. Om nødvendigt skal du diskutere ledningsnetets strømforsyning og tegne en skematisk visning af den komplette kortslutningsfejlstrømbane fra AC-spændingskilde til "hot" -leder til jordklip til chassis til jordstang til jordledning til neutral ledning til vekselstrøm kilde.

Spørgsmål 12

De fleste oscilloskoper har mindst to vertikale indgange, der bruges til at vise mere end én bølgeform samtidigt:

Mens denne funktion er yderst nyttig, skal man være forsigtig med at forbinde to kilder til vekselstrøm til et oscilloskop. Eftersom "reference" eller "jord" klip af hver probe er elektrisk fælles med oscilloskopets metalchassis, er de også elektrisk fælles med hinanden.

Forklar, hvilken slags problem der ville opstå ved at forbinde et dual-track-oscilloskop til et kredsløb på følgende måde:

Reveal svar Skjul svar

Oscilloskopet vil skabe en jordbundet kortslutning i denne serie modstand kredsløb:

Hvis signalgeneratoren også er jordforbundet via sin netledning, kan problemet endda være værre:

Opfølgningsspørgsmål: Forklar hvorfor det andet scenarie er potentielt mere farligt end det første.

Bemærkninger:

Manglende overvejelse om at "jord" fører på alle sonder er fælles for hinanden (såvel som fælles for jordens strømforsyningsleder) er en meget almindelig fejl blandt elever, der først lærer at bruge oscilloskoper. Forhåbentlig diskuterer scenarier som dette vil eleverne undgå dette problem i deres labwork.

Note til Socratic Electronics-udviklere: oscilloskopet vist i figur 01821x01.eps består af individuelle linjer, cirkler, tekstelementer mv., Snarere end en enkelt genstand som indeholdt i Xcircuit-bibliotekets fil (scope.lps). Hvis du ønsker at redigere funktionerne i dette omfang, start med 01821x01.eps billedfilen i stedet for bibliotekets objekt! Derefter kan du gemme dit modificerede oscilloskop som et komplet objekt i dit eget billedbibliotek til fremtidig brug.

Spørgsmål 13

Hvis man antager, at den vertikale følsomhedskontrol er indstillet til 0, 5 volt pr. Division, og timebasekontrollen er indstillet til 2, 5 ms pr. Division, beregnes amplituden af ​​denne sinusbølge (i volt-spids, volt-spids og volt-RMS) som sin frekvens.

Reveal svar Skjul svar

E peak = 2, 25 V
E peak-to-peak = 4, 50 V
E RMS = 1, 59 V
f = 40 Hz

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er ikke kun godt for indførelsen af ​​grundlæggende oscilloskopprincipper, men det er også fremragende til gennemgang af AC-bølgeformmålinger.

Spørgsmål 14

Der er noget galt med dette kredsløb. Baseret på oscilloskopets display skal du bestemme, om batteriet eller funktionsgeneratoren er defekt:

Reveal svar Skjul svar

Batteriet er defekt.

Opfølgningsspørgsmål: diskutere, hvordan uheldskonfiguration af koblingskontrollen på oscilloskopet til ÄC "i stedet for" DC "også vil medføre, at denne bølgeform vises på skærmen (selv med et godt batteri).

Bemærkninger:

Dette spørgsmål udfordrer eleverne til at anvende deres viden om AC + DC-blandede signaler til oscilloskop-displaymønstre for at afgøre, om det er batteriet eller funktionsgeneratoren, der har fejlet.

Spørgsmål 15

Der er noget galt med dette kredsløb. Baseret på oscilloskopets display skal du bestemme, om batteriet eller funktionsgeneratoren er defekt:

Reveal svar Skjul svar

Funktionsgeneratoren er defekt.

Opfølgningsspørgsmål: Forklar hvordan dette problem kunne opstå simpelthen ved at forbinde funktionsgeneratoren til kredsløbet med jorden på det venstre klip i stedet for det højre klip, hvor det skulle være.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål udfordrer eleverne til at anvende deres viden om AC + DC-blandede signaler til oscilloskop-displaymønstre for at afgøre, om det er batteriet eller funktionsgeneratoren, der har fejlet.

Spørgsmål 16

Shunt modstande er lavværdige, præcisions modstande, der anvendes som strømmålere i højstrømskredsløb. Tanken er at måle spændingen faldt på tværs af denne præcisionsmodstand og bruge Ohms lov (I = V / R ) til at afgrænse strømmen i kredsløbet:

Da det skematiske viser, at en shunt-modstand anvendes til at måle strøm i et vekselstrømskreds, ville det være lige så hensigtsmæssigt at anvende et oscilloskop i stedet for et voltmeter til at måle spændingsfaldet, der frembringes af shunten. Men vi skal være forsigtige med at forbinde oscilloskopet til shunten på grund af den iboende jordreference for oscilloskopets metalcase og sondemontering.

Forklar hvorfor tilslutning af et oscilloskop til shunt som vist i dette andet diagram ville være en dårlig ide:

Reveal svar Skjul svar

Dette ville være en dårlig ide, fordi oscilloskopets jordklip ville forsøge at omgå strømmen omkring shunt-modstanden, gennem oscilloskopets sikkerhedsjordledning og tilbage til den jordede terminal på AC-kilden. Ikke alene vil dette medføre målefejl, men det kan også skade oscilloskopet.

Opfølgningsspørgsmål: Identificer en bedre måde at forbinde dette oscilloskop med shunt-modstanden til.

Bemærkninger:

Det grundrangerede klip på en oscilloskopprobe er en konstant kilde til potentielle problemer for dem, der ikke forstår det fuldt ud! Selv i scenarier, hvor der er ringe eller intet potentiale for udstyrsskader, kan en jordbundsreference på et kredsløb via sondeklipset skabe meget mærkelig kredsløbsadfærd og fejlagtige målinger. Problemer som dette forekommer hyppigt, når nye studerende forsøger at forbinde deres oscilloskoper til kredsløb, der drives af signalgeneratorer, hvis output også refereres til jordbunden.

Som svar på opfølgningsspørgsmålet er det mest oplagte svar at vende sondeforbindelserne: Jordklip på venstre terminal og sondespids på højre ende. Men selv dette er måske ikke den bedste idé, da det skaber en "ground loop" mellem oscilloskopet og jordforbindelsen ved AC-kilden:

Jordsløjfer skal undgås i målingskredsløb, fordi de kan være kilden til nogle meget mærkelige effekter, herunder kobling af støjspænding fra helt uafhængige kredsløb til den måles. For at undgå dette problem er den bedste løsning til måling af spændingen faldt over Shunt-modstanden at bruge to rumfangsprober og indstille omfanget op for differentialspændingsmåling :

Spørgsmål 17

Et oscilloskop er forbundet til et batteri med ukendt spænding. Resultatet er en lige linje på displayet:

Under forudsætning af at oscilloskopets display er korrekt "nulstillet", og den vertikale følsomhed er indstillet til 2 volt pr. Opdeling, bestemmes spændingen af ​​batteriet.

Reveal svar Skjul svar

Batterispændingen er ca. 5, 4 volt, tilsluttet bagud (positiv til jordledning, negativ til probe-spids).

Bemærkninger:

Målespænding på en oscilloskopskærm svarer meget til målespænding på et analog voltmeter. Det matematiske forhold mellem skalainddelinger og interval er stort set det samme. Dette er en af ​​grundene til, at jeg opfordrer eleverne til at bruge analoge multimetre lejlighedsvis i deres labwork, hvis det ikke er andet end at forklare principperne for oscilloskopskala fortolkning.

Spørgsmål 18

En af de mere komplicerede kontroller til at mestre på et oscilloskop, men også en af ​​de mest nyttige er udløserkontrollen . Uden ordentlig udløsning vil en bølgeform rulle vandret over skærmen i stedet for at blive "låst" på plads.

Beskriv, hvordan udløserkontrollen er i stand til at "låse" en AC-bølgeform på skærmen, så den fremstår stabil for det menneskelige øje. Hvad er netop udløserfunktionen, der gør, at en AC-bølgeform ser ud til at ligge stille? # 18 "> Reveal svar Skjul svar

Udløserkredsløbet inde i oscilloskopet forsinker indledningen af ​​en stråle "feje" over skærmen, indtil den øjeblikkelige spændingsværdi af bølgeformen har nået det samme punkt hver gang på bølgeformen.

Bemærkninger:

For studerende, der har alle brugt et "strobe" eller "timing" lys for at få et roterende objekt til at "fryses" på plads, giver begrebet oscilloskop udløsningen perfekt mening. Faktisk fungerer et strobe lys og en roterende genstand som en ventilator meget godt for at illustrere begrebet at "flash" på de rigtige tidspunkter for at gøre noget, der bevæger sig, synes at være stille.

En interessant sammenligning med at gøre er mellem et strobe-lys (frysning af en blæseres bevægelse) sat til en frekvens, der er en smule "off" -synkronisering - hvilket får den roterende objekt til at synes at bevæge sig meget langsomt - og et oscilloskop med udløseren slået fra, og den horisontale sweephastighed indstilles på samme måde, justeret for at gøre vekselstrømformen horisontalt rulle over skærmen.

Når dine elever har set denne sammenligning, bed dem om at beskrive, hvad der ville være nødvendigt for at "udløse" et strobe lys, så det bevægelige objekt altid ser ud til at stå stille og kan ikke "rulle" på grund af manglende overensstemmelse i frekvenser.

Spørgsmål 19

Hvis et oscilloskop er forbundet til en seriekombination af AC- og DC-spændingskilder, vises det, der vises på oscilloskopskærmen, af, hvor "kobling" -kontrollen er indstillet.

Når koblingsstyringen er indstillet til "DC", vil den viste bølgeform blive forhøjet over (eller nedtrykket nedenfor) "nul" -linjen:

Indstilling af koblingskontrollen til ÄC "resulterer imidlertid i, at bølgeformen automatisk centrerer sig selv på skærmen, omkring nullinjen.

På baggrund af disse observationer skal du forklare, hvad "DC" og ÄC "indstillingerne på koblingskontrollen faktisk betyder.

Reveal svar Skjul svar

Indstillingen "DC" gør det muligt for oscilloskopet at vise alle komponenterne i signalspændingen, både AC og DC, mens "EC" -indstillingen blokerer al DC inden for signalet, for kun at vise den varierende (AC) del af signalet på skærmen.

Bemærkninger:

En fælles misforståelse blandt elever er, at "DC" indstillingen kun anvendes til måling af DC-signaler, og at ÄC "indstillingen kun anvendes til måling af AC-signaler. Jeg henviser ofte til "DC" indstillingen som direkte kobling for at undgå konnotationen af ​​"likestrøm" i et forsøg på at forstærke ideen om, at med "DC" -kobling er det, du ser, alt, hvad der virkelig er der. Med ÄC "kobling, er kun en del af signalet koblet til indgang forstærker kredsløb.

Spørgsmål 20

Forklar, hvad der sker inden for et oscilloskop, når "koblings" -knappen flyttes fra "DC" -positionen til "ÆC" -positionen.

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

For at de studerende skal kunne besvare dette spørgsmål, skal de gennemgå det interne drift af et oscilloskop. Dette behøver ikke at være streng - en blokdiagramforståelse er god nok. Det vigtige er, at de forstår, hvad kondensatoren gør for oscilloskopindgangen. Når dette er forstået, vil eleverne have en meget bedre forståelse af hvorfor og hvor koblingskontrollen anvendes.

Spørgsmål 21

Antag en tekniker at måle spændingsudgangen ved hjælp af et vekselstrømsadapter:

Den bølgeform, der vises ved oscilloskopet, er for det meste DC, med blot en lille smule AC "ripple" -spænding, der fremstår som et rippelmønster på, hvad ellers ville være en lige vandret linje. Dette er helt normalt for udgangen af ​​en AC-DC strømforsyning.

Antag, at vi ønskede at se nærmere på denne "ripple" -spænding. Vi ønsker at gøre krusningerne mere udtalt på skærmen, så vi bedre kan skelne deres form. Desværre, når vi reducerer antallet af volt pr. Division på den "lodrette" kontrol knap for at forstørre oscilloskopets vertikale forstærkning, forsvinder mønsteret fuldstændigt fra skærmen!

Forklar, hvad problemet er, og hvordan vi kan rette det, for at kunne forstørre ripplespændingsbølgeformen uden at forsvinde fra oscilloskopskærmen.

Reveal svar Skjul svar

Problemet er, at den lodrette akseindgang er DC-koblet.

Opfølgningsspørgsmål: Foregive frekvensen af krusningsspændingen i dette strømforsyningskredsløb.

Bemærkninger:

Som det jeg ser efter i et svar her er en forklaring på, hvad der sker. Hvis en studerende blot fortæller dig, "Den lodrette indgang er DC-koblet", tryk på dem for mere detaljer. Hvad betyder det for input at være "DC-koblet", og hvorfor forårsager linien at forsvinde fra skærmen, når vi øger den vertikale følsomhed "panelpanelets panelpanel"

Spørgsmål 22

En studerende, der bare lærer at bruge oscilloskoper, forbinder en direkte til output fra en signalgenerator med disse resultater:

Som du kan se, er funktionsgeneratoren konfigureret til at udlæse en firkantbølge, men oscilloskopet registrerer ikke en firkantbølge. Forvirret tager den studerende funktionsgeneratoren til et andet oscilloskop. Ved det andet oscilloskop ser eleverne en ordentlig firkantbølge på skærmen:

Det er da, at den studerende indser det første oscilloskop har sin "kobling" kontrol indstillet til AC, mens det andet oscilloskop blev sat til DC. Nu er eleven virkelig forvirret! Signalet er naturligvis AC, da det oscillerer over og under skærmens midterlinie, men likevel synes "DC" -indstillingen at give de mest præcise resultater: en sand-til-form firkantbølge.

Hvordan vil du forklare, hvad der sker med denne studerende, og også beskrive de relevante anvendelser af ÆC- og DC-koblingsindstillingerne, så han eller hun ved bedre hvordan man bruger det i fremtiden? # 22 "> Reveal svar Skjul svar

"DC" betyder ikke, at oscilloskopet kun kan vise DC-signaler og ikke AC-signaler, som mange begynder studerende tror. Indstillingen "DC" er snarere den, der skal bruges til at måle alle signaler, idet ÄC "-indstillingen kun er aktiveret efter behov.

Bemærkninger:

Svaret jeg giver her er korrekt, men beskriver ikke, hvorfor koblingskontrollen gør hvad den gør, og det beskriver heller ikke, hvorfor firkantbølgesignalet forekommer forvrænget på det første oscilloskops skærm. Jeg forlader dette for dine elever for at undersøge og for dig og dine elever at diskutere sammen i klassen.

Spørgsmål 23

Der er tidspunkter, hvor du skal bruge et oscilloskop til at måle en differentialspænding, der også har en betydelig common-mode spænding: en applikation, hvor du ikke kan forbinde oscilloskopets jordledning til et hvilket som helst kontaktpunkt. En applikation måler spændingsimpulserne på et RS-485 digitalt kommunikationsnetværk, hvor ingen leder i to-ledningskablet er ved jordpotentiale, og hvor der tilsluttes enten ledning til jord (via oscilloskopets jordklip), kan det medføre problemer:

En løsning på dette problem er at bruge begge sonder af et dual-trace oscilloskop og sætte det op for differentiel måling. I denne tilstand vises kun en bølgeform på skærmen, selvom der anvendes to sonder. Der må ikke tilsluttes jordklip til det testede kredsløb, og den viste bølgeform indikerer spændingen mellem de to sondespidser .

Beskriv, hvordan et typisk oscilloskop kan indstilles til udførelse af differentialspændingsmåling. Sørg for at medtage beskrivelser af alle knapper og knapindstillinger (med henvisning til oscilloskopet vist i dette spørgsmål):

Reveal svar Skjul svar

Begge kanaler skal indstilles til samme lodrette følsomhed (volt / division)
Begge kanaler skal indstilles til samme lodrette kobling (både DC eller begge AC)
Kanalvalg skal indstilles til "Tilføj"
En kanal skal være omvendt (dette gør "tilsætningen" til "subtraktion")

Bemærkninger:

Dette spørgsmål følges bedst af en demonstration eller en lab øvelse, hvor eleverne får se førstehånds, hvordan det virker.

Spørgsmål 24

Et meget almindeligt tilbehør til oscilloskoper er en × 10 sonde, som effektivt virker som en 10: 1 spændingsdeler for alle målte signaler. Således vil et oscilloskop, der viser en bølgeform med en peak-to-peak amplitude på 4 divisioner, med en vertikal følsomhedsindstilling på 1 volt pr. Deling ved hjælp af en × 10 sonde, faktisk måle et signal på 40 volt peak-peak:

Det er klart, at en anvendelse til en × 10 sonde er målespændinger ud over det normale område af et oscilloskop. Der er dog en anden applikation, der er mindre indlysende, og det betragter oscilloskopets indgangsimpedans. A × 10 sonde giver oscilloskopet 10 gange mere inputimpedans (set fra sondens spids til jorden). Det betyder typisk en indgangsimpedans på 10 MΩ (med x 10 sonden) i stedet for 1 MΩ (med en normal 1: 1 sonde). Identificer en applikation, hvor denne funktion kan være nyttig.

Reveal svar Skjul svar

Jeg vil ikke give bort et svar her, men jeg vil give et antydning i form af et andet spørgsmål: Hvorfor er det generelt godt, at voltmetre har høj input impedans "noter skjult"> Noter:

Øget inputimpedans er ofte en mere almindelig grund til at vælge × 10 sonder, i modsætning til øget spændingsmåleområde. Svaret på dette spørgsmål bliver lettere forstået af eleverne, efter at de har arbejdet med læsekrævende elektroniske kredsløb.

Spørgsmål 25

Forklar, hvad en aktiv probe er til et oscilloskop, og hvorfor de er nyttige til nogle måleapplikationer.

Reveal svar Skjul svar

Aktive oscilloskopprober indeholder elektroniske forstærkere indenfor dem, med det formål at forlade dig til forskning!

Opfølgningsspørgsmål: Kan du tænke på ulemper ved aktive prober? Med andre ord, hvorfor en gammeldags passiv sonde ville være et bedre valg end en aktiv sonde til signalmåling?

Bemærkninger:

Et sted, hvor dine elever måske ønsker at undersøge dette spørgsmål er en teknisk specifikationsside for forskellige oscilloskopprober. Ved at sammenligne specifikationerne for aktive versus passive prober bør fordelene (og ulemperne) blive tydelige.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →