Einführung in die Methode der Spannungsmessung mit einem Oszilloskop
1. Direkte Messmethode
Bei der sogenannten Direktmessmethode wird die Höhe der gemessenen Spannungswellenform direkt vom Bildschirm gemessen und dann in einen Spannungswert umgewandelt. Um eine quantitative Testspannung zu erhalten, muss der Empfindlichkeitsschalter der Y-Achse im Allgemeinen auf die Position „Kalibrierung“ des Feinabstimmungsknopfs gestellt werden, sodass der gemessene Spannungswert direkt aus dem Anzeigewert „V / div“ und dem durch den Koordinatenwert der vertikalen Achse belegten gemessenen Signal berechnet werden kann. Daher wird die Direktmessmethode auch als Skalenmethode bezeichnet.
(1) Gleichspannungsmessung
Der Y-Achsen-Eingangskopplungsschalter wird in die Position „Masse“ gestellt und der Auslöseschalter in die Position „Automatik“, sodass auf dem Bildschirm eine horizontale Scanlinie angezeigt wird. Diese Scanlinie ist die Nulllinienebene.
Stellen Sie den Schalter für die Y-Achsen-Eingangskopplung auf die Position „DC“, und addieren Sie die gemessene Spannung. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Abtastzeile in Richtung der Y-Achse einen Sprungversatz H. Die gemessene Spannung ist das Produkt aus dem Anzeigewert des Schalters „V / div“ und H.
Die direkte Messmethode ist einfach und unkompliziert, aber der Fehler ist groß. Fehlerfaktoren sind Ablesefehler, Parallaxe und Oszilloskopsystemfehler (Dämpfungsglied, Ablenksystem, Oszilloskop-Randeffekt) usw.
(2) Wechselspannungsmessung
Der Y-Achsen-Eingangskopplungsschalter wird in die Position „AC“ gestellt und zeigt die AC-Komponente der Eingangswellenform an. Wenn die Frequenz des AC-Signals sehr niedrig ist, sollte der Y-Achsen-Eingangskopplungsschalter in die Position „DC“ gestellt werden.
Verschieben Sie die gemessene Wellenform in die Mitte des Oszilloskopbildschirms, steuern Sie die gemessene Wellenform mit dem „V/div“-Schalter im Bereich des effektiven Arbeitsbereichs des Bildschirms und lesen Sie den Grad H in Y-Achsenrichtung ab, den die gesamte Wellenform gemäß dem Index des Koordinatenskalenstücks einnimmt. Dann kann der Spitze-Spitze-Wert der gemessenen Spannung VP-P gleich dem vom „V/div“-Schalter angezeigten Wert sein. Der Spitze-Spitze-Wert der gemessenen Spannung VP-P kann gleich dem Produkt aus dem Anzeigewert des „V/div“-Schalters und H sein. Wenn eine Sonde verwendet wird, sollte die Dämpfung der Sonde berücksichtigt werden, d. h. der oben berechnete Wert muss mit 10 multipliziert werden.
Befindet sich beispielsweise der Empfindlichkeitsschalter „V/div“ für die Y-Achse des Oszilloskops auf der Ebene 0.2, beträgt die für die gemessene Wellenform verantwortliche Amplitude H auf der Y-Achse 5div, sodass der Spitze-Spitze-Wert der Signalspannung 1 V beträgt. Wenn die Messung mit der Sonde immer noch den obigen Wert anzeigt, beträgt der Spitze-Spitze-Wert der gemessenen Signalspannung 10 V.
2. Vergleichendes Messverfahren
Bei der Vergleichsmessung wird der gemessene Spannungswert zwischen einer bekannten Standardspannungswellenform und der gemessenen Spannungswellenform verglichen.
Geben Sie die gemessene Spannung Vx in den Y-Achsen-Kanal des Oszilloskops ein und stellen Sie den Y-Achsen-Empfindlichkeitswahlschalter „V/div“ und seinen Feinabstimmungsknopf so ein, dass der fluoreszierende Bildschirm eine bequeme Messung der Höhe von Hx anzeigt und eine gute Aufzeichnung erfolgt. Behalten Sie die Position des „V/div“-Schalters und des Feinabstimmungsknopfs bei. Behalten Sie die Position des „V/div“-Schalters und des Trimmerknopfs unverändert.
Entfernen Sie die gemessene Spannung, geben Sie eine bekannte einstellbare Standardspannung Vs in die Y-Achse ein und passen Sie die Ausgangsamplitude der Standardspannung so an, dass sie dieselbe Amplitude wie die gemessene Spannung anzeigt. An diesem Punkt ist die Ausgangsamplitude der Standardspannung gleich der Amplitude der gemessenen Spannung. Die Vergleichsmethode der Spannungsmessung kann das durch das vertikale System verursachte und Fehler vermeiden und so die Messgenauigkeit verbessern.
