電工測(cè)量第5～6學(xué)時(shí)-(6)課件

1、第二節(jié)雙蹤示波器 （56節(jié)）二、 雙蹤示波器的使用方法 雙蹤示波器的型號(hào)很多，如CA8020、XC4320、YB4320等，但使用方法大同小異。下面以XC4320型雙蹤示波器為例，說明雙蹤示波器的使用方法。1XC 4320示波器的主要技術(shù)性能垂直（Y軸）系統(tǒng)CH1和CH2的偏轉(zhuǎn)因數(shù)：5mVDiv5V Div，按1-2-5步進(jìn)，共10擋；上升時(shí)間：17.5ns； 最大輸入電壓：400V（DC+ACPP）；輸入阻抗： 1M2，約30pF；經(jīng)探頭10M5，約17pF；垂直系統(tǒng)工作方式：CH1，CH2，（CH1+CH2），雙蹤。輸入耦合：AC、DC。掃描方式：常態(tài)、自動(dòng)；顯示方式：斷續(xù)、交替、X-Y；

2、掃描時(shí)間因數(shù)：0.2sDiv0.5sDiv（3），按1-2-5步進(jìn)，共20擋；擴(kuò)展： 10：0.5sDiv1sDiv（5） 0.5sDiv0.2sDiv（8）。水平（X軸）系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng) 觸發(fā)方式：自動(dòng)，常態(tài)、交替、TVV和TVH；觸發(fā)源：CH1觸發(fā)、CH2觸發(fā)、電源觸發(fā)、外觸發(fā)；觸發(fā)極性：、。XY工作方式CH1為X軸，CH2為Y軸；頻帶寬度：DC1MHz；校準(zhǔn)信號(hào) 輸出頻率1kHz，校準(zhǔn)電壓0.5Vp-p(2)的方波校準(zhǔn)信號(hào)。 電 源 220V10，50Hz5，整機(jī)功率35VA。 2XC4320型雙蹤示波器的面板說明 XC4320型雙蹤示波器的面板可分為電源、垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)、觸發(fā)和校準(zhǔn)信號(hào)

3、共5大部分。圖9-11 XC4320雙蹤示波器的面板示意圖電源開關(guān)示波器主電源開關(guān)。開關(guān)按下時(shí)，電源指示燈（CAL）亮，表示電源已接通。亮度旋鈕控制光點(diǎn)和掃描線亮度。聚焦旋鈕使掃描線清晰。光跡旋轉(zhuǎn)旋鈕用來調(diào)整水平掃描線，使之與水平刻度線平行。電源部分 垂直系統(tǒng)部分 CH1(X)Y1的垂直輸入端。在XY工作時(shí)作為X軸輸入端。CH2(Y)Y2的垂直輸入端。在XY工作時(shí)作為Y軸輸入端。耦合選擇開關(guān)(ACGNDDC)AC：交流耦合。GND：放大器的輸入端接地。DC：直流耦合。VDiv衰減器開關(guān)。從5mV5VDiv共分10擋，供選擇垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直系統(tǒng)部分 微調(diào)旋鈕偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)?？烧{(diào)節(jié)至面板指示值的2

4、.5倍以上，當(dāng)置于“校準(zhǔn)”位置時(shí)，偏轉(zhuǎn)因數(shù)校準(zhǔn)為面板指示值，當(dāng)拉出時(shí)，放大器增益增大5倍。垂直位移調(diào)節(jié)掃描線或光點(diǎn)的垂直位置。Y方式由5個(gè)按鍵開關(guān)組成，用于選擇垂直系統(tǒng)的工作方式（CH1：Y1單獨(dú)工作；CH2：Y2單獨(dú)工作；雙蹤：Y1、Y2以交替或斷續(xù)方式工作；ADD：Y1Y2）TDiv 掃描時(shí)間因數(shù)選擇開關(guān)，用于選擇掃描時(shí)間因數(shù)。掃描微調(diào)用于掃描時(shí)間因數(shù)的微調(diào)?？烧{(diào)節(jié)至面板指示值的2.5倍以上，當(dāng)置于“校準(zhǔn)”位置時(shí)，掃描偏轉(zhuǎn)因數(shù)校準(zhǔn)為面板指示值。水平移位調(diào)節(jié)掃描線或光點(diǎn)的水平位置。當(dāng)該旋鈕拉出時(shí)處于10擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。水平系統(tǒng)部分觸發(fā)部分 觸發(fā)方式開關(guān)由3個(gè)按鍵開關(guān)組成，用于選擇觸發(fā)信號(hào)。（極性：

5、選擇觸發(fā)極性。電源：交流電源作觸發(fā)信號(hào)。外：由輸入端EXT引入的外觸發(fā)信號(hào)作觸發(fā)信號(hào)） 觸發(fā)電平旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)電平的大小。 自動(dòng)電平方式由3個(gè)按鍵開關(guān)組成，用于選擇需要的掃描方式（自動(dòng)：無論有無觸發(fā)信號(hào)，掃描自動(dòng)進(jìn)行。常態(tài)：當(dāng)無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒有掃描線。TV：掃描受電視信號(hào)的控制）。 0.5Vp-p 輸出頻率為1kHz校準(zhǔn)電壓信號(hào)0.5Vp-p的方波電壓，供校準(zhǔn)儀器用。 3測(cè)量前的準(zhǔn)備工作（1）顯示掃描線 將電源線插入交流電源插座之前，按表9-1設(shè)置儀器的開關(guān)及控制旋鈕。表9-1 各開關(guān)及旋鈕的位置開關(guān)名稱位置設(shè)置開關(guān)名稱位置設(shè)置電源開關(guān) 斷開觸發(fā)源CH1輝度相當(dāng)于時(shí)鐘“3”點(diǎn)位

6、置耦合選擇ACY軸工作方式CH1電平鎖定（逆時(shí)針旋到底）垂直位移中間位置，推進(jìn)去釋抑常態(tài)（逆時(shí)針旋到底）VDiv10mVDivTDiv0.5msDiv垂直微調(diào)校準(zhǔn)（順時(shí)針旋到底），推入水平微調(diào)校準(zhǔn)（順時(shí)針旋到底），推入ACDC接地水平位移中間位置（2）打開電源，調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕，使掃描基線清晰度較好。（3）一般情況下，將垂直微調(diào)和掃描微調(diào)旋鈕處于“校準(zhǔn)”位置，以便讀取VDiv和TDiv的數(shù)值。（4）調(diào)節(jié)CH1垂直移位，使掃描基線設(shè)定在屏幕的中間，若此光跡在水平方向略微傾斜，調(diào)節(jié)光跡旋轉(zhuǎn)旋鈕使光跡與水平刻度線相平行。（5）校準(zhǔn)探頭，由探頭輸入方波校準(zhǔn)信號(hào)到CH1輸入端，將0.5VPP校準(zhǔn)信號(hào)加

7、到探頭上。將“ACDC”開關(guān)置于“AC”位置，校準(zhǔn)波形將顯示在屏幕上。 （1）將被測(cè)信號(hào)輸入到示波器通道輸入端。注意輸入電壓不可超過400V（DC+ACPP）。使用探頭測(cè)量大信號(hào)時(shí)，必須將探頭衰減開關(guān)撥到10位置，此時(shí)輸入信號(hào)縮小到原值的110，實(shí)際的VDiv值為顯示值的10倍。如果VDiv置于0.5VDiv，那么實(shí)際值應(yīng)等于0.5VDiv105VDiv。測(cè)量低頻小信號(hào)時(shí)，可將探頭衰減開關(guān)撥到1位置。 如果要測(cè)量波形的快速上升時(shí)間或高頻信號(hào)，必須將探頭的接地線接在被測(cè)量點(diǎn)附近，以減小波形的失真。4測(cè)量信號(hào)的步驟 （2）按照被測(cè)信號(hào)參數(shù)的測(cè)量方法不同，選擇各旋鈕的位置，使信號(hào)正常顯示在熒光屏上，

8、記錄測(cè)量的讀數(shù)或波形。測(cè)量時(shí)必須注意將Y軸增益微調(diào)和X軸增益微調(diào)旋鈕旋至“校準(zhǔn)”位置。因?yàn)橹挥性凇靶?zhǔn)”時(shí)才可按開關(guān)“VDiv”及“TDiv”指示值計(jì)算所得測(cè)量結(jié)果。同時(shí)還應(yīng)注意，面板上標(biāo)定的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)“VDiv”中的“V”是指峰峰值。 （3）根據(jù)記下的讀數(shù)進(jìn)行分析、運(yùn)算、處理，得到測(cè)量結(jié)果。5使用注意事項(xiàng)(1)使用前必須檢查電網(wǎng)電壓是否與示波器要求的電源電壓相一致。(2)通電后需預(yù)熱15min后再調(diào)整各旋鈕。必須注意亮度不可開得過大，且亮點(diǎn)不可長(zhǎng)期停留在一個(gè)位置上，以免縮短示波管的使用壽命。儀器暫時(shí)不用時(shí)可將亮度關(guān)小，不必切斷電源。(3)通常信號(hào)引入線都需使用屏蔽電纜。示波器的探頭有的帶有

9、衰減器，讀數(shù)時(shí)需加以注意。各種型號(hào)示波器的探頭要專用。三、示波器的應(yīng)用電壓的測(cè)量 利用示波器所做的任何測(cè)量，都?xì)w結(jié)為對(duì)電壓的測(cè)量。示波器不僅可以測(cè)量直流電壓、正弦電壓、脈沖或非正弦電壓的幅度；而且還可以測(cè)量各電壓的波形以及相位，這是其他任何電壓測(cè)量?jī)x器不能比擬的。所謂直接測(cè)量法，就是直接從屏幕上測(cè)量出被測(cè)電壓波形的高度，然后換算成電壓值。定量測(cè)試電壓時(shí)，一般把Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)旋鈕轉(zhuǎn)至“校準(zhǔn)”位置上，這樣，就可以從“VDiv”的指示值和被測(cè)信號(hào)占取的縱軸坐標(biāo)值直接計(jì)算被測(cè)電壓值。因此直接測(cè)量法又稱為標(biāo)尺法。1交流電壓的測(cè)量 將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置，顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號(hào)

10、的頻率很低時(shí)，則應(yīng)將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“DC”位置。將被測(cè)波形移至屏幕的中心位置。調(diào)節(jié)“VDiv”旋鈕，將被測(cè)波形控制在屏幕有效工作范圍內(nèi)，按坐標(biāo)分度尺的分度讀取整個(gè)波形在Y軸方向的度數(shù)H，則被測(cè)電壓的峰峰值Vpp等于“VDiv”開關(guān)指示值與H的乘積，即 VppHVDiv 如果使用探頭測(cè)量時(shí)，應(yīng)把探頭的衰減量計(jì)算在內(nèi)，即 Vpp10HVDiv 圖9-12 用示波器測(cè)量交流電壓例1 如圖9-12所示，示波器Y軸衰減器開關(guān)置于“1VDiv”擋位，被測(cè)波形在Y軸的幅度H為4Div，則該信號(hào)的峰峰值為 Vpp4Div1VDiv4V最大值為 Um2Div1VDiv2V有效值為 如果測(cè)試時(shí)Y軸輸入端采用

11、了10：1衰減的探頭，則U1.4141014.14V2直流電壓的測(cè)量 將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“”位置，觸發(fā)方式開關(guān)置“自動(dòng)”位置，使屏幕顯示一水平掃描線，此掃描線便為零電平線。將Y軸輸入耦合開關(guān)置“DC”位置，加入被測(cè)電壓，此時(shí)，掃描線在Y軸方向產(chǎn)生跳變位移H，被測(cè)直流電壓U即為“VDiv”開關(guān)指示值與H的乘積，即 UHVDiv如果使用探頭測(cè)量時(shí)，應(yīng)把探頭的衰減量計(jì)算在內(nèi)，即 U10HVDiv 圖9-13 用示波器測(cè)量直流電壓 直接測(cè)量法簡(jiǎn)單易行，但誤差較大，產(chǎn)生誤差的原因有讀數(shù)誤差、視覺誤差和示波器的系統(tǒng)誤差（衰減器、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，示波管邊緣效應(yīng)）等。時(shí)間和周期的測(cè)量 示波器可以用熒光屏的水平刻

12、度來測(cè)量波形的時(shí)間參數(shù)，如周期性信號(hào)的重復(fù)周期、時(shí)間間隔、兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間差、脈沖信號(hào)的寬度、上升時(shí)間（前沿）和下降時(shí)間（后沿）等。測(cè)量時(shí)，要先將示波器的掃描時(shí)間因數(shù)開關(guān)“TDiv”的“微調(diào)”旋鈕轉(zhuǎn)到校準(zhǔn)位置，顯示波形在水平方向分度所代表的時(shí)間才能按“TDiv”旋鈕的指示值直接進(jìn)行計(jì)算，從而準(zhǔn)確地求出被測(cè)信號(hào)的時(shí)間參數(shù)。1周期和頻率的測(cè)量 調(diào)節(jié)顯示的波形到容易觀測(cè)的程度，則波形一個(gè)完整的周期就等于“T/Div”旋鈕指示值與時(shí)基線被測(cè)值兩點(diǎn)之間距離D的乘積，即 TDT/Div 圖9-14 用示波器測(cè)量周期例2 如圖9-14所示，若已知掃描偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)置于1sDiv，則該鋸齒波的周期為 T6Div

13、1sDiv6s 由此可計(jì)算出該波形的頻率為2兩信號(hào)時(shí)間差的測(cè)量使用“交替”或“斷續(xù)”的顯示方式測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的時(shí)間差。測(cè)量時(shí)應(yīng)按下“CH2觸發(fā)”按鈕，相位超前的信號(hào)輸入到CH2觸發(fā)掃描后，屏幕上顯示出兩個(gè)信號(hào)的波形，如圖9-15所示。讀出兩信號(hào)時(shí)間差在水平方向上的度數(shù)D，則可按下式計(jì)算出兩個(gè)信號(hào)時(shí)間差T為 TDT/Div圖9-15 用示波器測(cè)量時(shí)間差3相位的測(cè)量 利用雙蹤示波器可以方便地測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻率正弦交流電的相位，具體方法是：在CH1、CH2輸入插孔分別輸入兩個(gè)正弦波電壓，顯示開關(guān)置于“交替”位置，調(diào)節(jié)“T/Div”和“Y移位”旋鈕，使其中一個(gè)被測(cè)波形的一個(gè)周期在水平標(biāo)尺上準(zhǔn)確地占滿8 Di

14、v，于是，這個(gè)周期的相位角3600被平均分為8等分，每一等分（1Div）相當(dāng)于450，讀出兩信號(hào)波形相應(yīng)兩點(diǎn)之間的距離D，波形如圖9-16所示。則相位差可按下式計(jì)算 該波形中D1.5Div ，所以 即電壓A超前B電壓67.50。圖9-16 相位差的測(cè)量用雙蹤示波器測(cè)量脈沖參數(shù) 用雙蹤示波器測(cè)量脈沖波形參數(shù)時(shí)，使用內(nèi)觸發(fā)方式能很方便地測(cè)出脈沖波形的上升沿和下降沿的時(shí)間。如圖9-17 a所示，測(cè)量上升沿時(shí)可調(diào)整脈沖幅度，使其占5Div，并使10和90電平處于網(wǎng)格上，這時(shí)很容易讀出上升沿的時(shí)間。測(cè)量脈沖寬度時(shí)，可將脈沖幅度調(diào)整的占6Div，這時(shí)50電平也恰在網(wǎng)格線上，如圖b示。測(cè)量脈沖幅度時(shí)，適當(dāng)調(diào)

15、整“VDiv”，使顯示的波形較大，較容易讀出刻度值，如圖c示。圖9-17 脈沖參數(shù)的測(cè)量例如，若測(cè)量圖9-17所示波形參數(shù)，已知Y軸衰減器開關(guān)置于1VDiv，掃描偏轉(zhuǎn)因數(shù)為2sDiv，則可得測(cè)量結(jié)果為 脈沖上升時(shí)間為：0.5Div2sDiv1.0s 脈沖寬度： 5.7Div2sDiv11.4s 脈沖幅度： 4.5Div1VDiv4.5V 小 結(jié)（1） 1雙蹤示波器不僅可以測(cè)量直流電壓、正弦電壓、脈沖或非正弦電壓的幅度；而且還可以測(cè)量各電壓的波形以及相位。但是，利用示波器所做的任何測(cè)量，最終都?xì)w結(jié)為對(duì)電壓的測(cè)量。 2所謂直接測(cè)量法，就是直接從屏幕上測(cè)量出被測(cè)電壓波形的高度，然后換算成電壓值。定量測(cè)試電壓時(shí)，一般把Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)的微調(diào)旋鈕轉(zhuǎn)至“校準(zhǔn)”位置上，這樣，就可以從“VDiv”的指示值和被測(cè)信號(hào)占取的縱軸坐標(biāo)值直接計(jì)算被測(cè)電壓值。因此直接測(cè)量法又稱為標(biāo)尺法。小結(jié)（2） 3示波器可以用熒光屏的水平刻度來測(cè)量波形的時(shí)間參數(shù)，如周期性信號(hào)的重復(fù)周期、時(shí)