راسم الذبذبات هو جهاز يوضح القوة الحالية والجهد والتردد وانزياح الطور لدائرة كهربائية. يعرض الجهاز نسبة الوقت وشدة الإشارة الكهربائية. يتم عرض جميع القيم باستخدام رسم بياني بسيط ثنائي الأبعاد.
محتوى
ما هو الذبذبات؟
يستخدم هواة الإلكترونيات والراديو راسم الذبذبات لقياس:
- اتساع الإشارة الكهربائية - نسبة الجهد والوقت ؛
- تحليل تحول المرحلة ؛
- رؤية تشويه الإشارة الكهربائية ؛
- بناءً على النتائج ، احسب تردد التيار.
على الرغم من حقيقة أن الذبذبات يوضح خصائص الإشارة التي تم تحليلها ، إلا أنه غالبًا ما يستخدم لتحديد العمليات التي تحدث في الدائرة الكهربائية.بفضل مخطط الذبذبات ، يتلقى المتخصصون المعلومات التالية:
- شكل إشارة دورية
- قيمة القطبية الإيجابية والسلبية ؛
- نطاق تغيير الإشارة في الوقت المناسب ؛
- مدة نصف الدورة الموجبة والسالبة.
يمكن الحصول على معظم هذه المعلومات باستخدام مقياس الفولتميتر. ومع ذلك ، سيتعين عليك إجراء قياسات بتردد عدة ثوانٍ. في الوقت نفسه ، تكون النسبة المئوية لأخطاء الحساب كبيرة. يوفر العمل باستخدام مرسمة الذبذبات الكثير من الوقت في الحصول على البيانات اللازمة.
مبدأ تشغيل الذبذبات
يأخذ راسم الذبذبات القياسات باستخدام أنبوب أشعة الكاثود. هذا هو المصباح الذي يركز التيار الذي تم تحليله على شكل شعاع. يضرب شاشة الجهاز وينحرف في اتجاهين متعامدين:
- عمودي - يظهر الجهد قيد الدراسة ؛
- أفقي - يُظهر الوقت المنقضي.
زوجان من لوحات أنبوب أشعة الكاثود مسؤولان عن انحراف الحزمة. دائمًا ما يتم تنشيط تلك الموجودة عموديًا. هذا يساعد على توزيع قيم القطبية. ينحرف الانجذاب الإيجابي إلى اليمين ، وينحرف الانجذاب السلبي إلى اليسار. وهكذا ، يتحرك الخط الموجود على شاشة الجهاز من اليسار إلى اليمين بسرعة ثابتة.
يعمل التيار الكهربائي أيضًا على الألواح الأفقية ، مما يؤدي إلى انحراف مؤشر جهد الحزمة. شحنة موجبة أعلى ، شحنة سالبة منخفضة. لذلك يظهر على شاشة الجهاز رسم بياني خطي ثنائي الأبعاد ، يسمى مخطط الذبذبات.
المسافة التي يقطعها الشعاع من اليسار إلى الحافة اليمنى للشاشة تسمى المسح. الخط الأفقي مسؤول عن وقت القياس.بالإضافة إلى الرسم البياني الخطي القياسي ثنائي الأبعاد ، توجد أيضًا عمليات مسح دائرية ولولبية. ومع ذلك ، فإن استخدامها ليس مناسبًا مثل مخططات الذبذبات الكلاسيكية.
التصنيف والأنواع
هناك نوعان رئيسيان من راسمات الذبذبات:
- التناظرية - أجهزة لقياس متوسط الإشارات ؛
- الرقمية - تقوم الأجهزة بتحويل قيمة القياس المستلمة إلى نسق "رقمي" لمزيد من إرسال المعلومات.
وفقًا لمبدأ العمل ، هناك التصنيف التالي:
- نماذج عالمية.
- معدات خاصة.
الأكثر شعبية هي أجهزة عالمية. تُستخدم راسمات الذبذبات هذه لتحليل أنواع مختلفة من الإشارات:
- متناسق؛
- نبضات مفردة
- حزم الدافع.
تم تصميم الأجهزة العالمية لمجموعة متنوعة من الأجهزة الكهربائية. إنها تسمح لك بقياس الإشارات في نطاق بضع نانو ثانية. خطأ القياس هو 6-8٪.
تنقسم راسمات الذبذبات العالمية إلى نوعين رئيسيين:
- قطعة واحدة - لديها تخصص قياس مشترك ؛
- مع الكتل القابلة للتبديل - التكيف مع حالة معينة ونوع الجهاز.
يتم تطوير أجهزة خاصة لنوع معين من المعدات الكهربائية. لذلك هناك راسمات الذبذبات لإشارات الراديو أو البث التلفزيوني أو التكنولوجيا الرقمية.
تنقسم الأجهزة العالمية والخاصة إلى:
- عالية السرعة - تستخدم في الأجهزة عالية السرعة ؛
- الذاكرة - الأجهزة التي تخزن وتعيد إنتاج المؤشرات المعدة مسبقًا.
عند اختيار جهاز ، يجب أن تدرس بعناية التصنيفات والأنواع من أجل شراء جهاز لحالة معينة.
الجهاز والمعلمات التقنية الرئيسية
يحتوي كل جهاز على عدد من الخصائص التقنية التالية:
- معامل الخطأ المحتمل عند قياس الجهد (بالنسبة لمعظم الأجهزة ، هذه القيمة لا تتجاوز 3٪).
- قيمة خط الأساس للجهاز - كلما زادت هذه الخاصية ، زادت الفترة الزمنية للرصد.
- خاصية التزامن ، وتتضمن: مدى التردد ، المستويات القصوى وعدم استقرار النظام.
- معلمات الانحراف العمودي للإشارة مع سعة إدخال الجهاز.
- تظهر قيم استجابة الخطوة وقت الصعود والتجاوز.
بالإضافة إلى القيم الأساسية المذكورة أعلاه ، تحتوي راسمات الذبذبات على معلمات إضافية ، في شكل خاصية تردد الاتساع ، والتي توضح اعتماد السعة على تردد الإشارة.
تحتوي راسمات الذبذبات الرقمية أيضًا على الكثير من الذاكرة الداخلية. هذه المعلمة مسؤولة عن كمية المعلومات التي يمكن للجهاز تسجيلها.
كيف يتم أخذ القياسات
تنقسم شاشة الذبذبات إلى خلايا صغيرة تسمى الانقسامات. اعتمادًا على الجهاز ، سيكون كل مربع مساويًا لقيمة معينة. التسمية الأكثر شيوعًا: قسم واحد - 5 وحدات. أيضًا ، يوجد في بعض الأجهزة مقبض للتحكم في مقياس الرسم البياني ، بحيث يكون أكثر ملاءمة ودقة للمستخدمين لإجراء القياسات.
قبل أن تبدأ في أي نوع من القياس ، يجب عليك توصيل راسم الذبذبات بالدائرة الكهربائية. المسبار متصل بأي من القنوات المجانية (إذا كان الجهاز يحتوي على أكثر من قناة واحدة) أو إلى مولد النبض ، إذا كان متوفرًا في الجهاز. بعد التوصيل ، ستظهر صور إشارة مختلفة على شاشة الوحدة.
إذا كانت الإشارة التي يستقبلها الجهاز متقطعة ، فإن المشكلة تكمن في اتصال المسبار. بعضها مزود بمسامير صغيرة يجب إحكام ربطها. أيضًا في راسمات الذبذبات الرقمية ، يحل خيال تحديد المواقع التلقائي مشكلة الإشارة المتقطعة.
القياس الحالي
عند قياس التيار باستخدام منظار الذبذبات الرقمي ، يجب أن تعرف أيهما نوع التيار يجب مراعاتها. تحتوي راسمات الذبذبات على وضعين للتشغيل:
- التيار المباشر ("DC") للتيار المباشر ؛
- التيار المتردد ("AC") للمتغير.
يتم قياس التيار المباشر مع تمكين وضع "التيار المباشر". يجب توصيل مجسات الجهاز بمصدر الطاقة بالتوافق المباشر مع القطبين. ينضم التمساح الأسود إلى ناقص ، وينضم التمساح الأحمر إلى علامة الجمع.
سيظهر خط مستقيم على شاشة الجهاز. تتوافق قيمة المحور الرأسي مع معامل الجهد الثابت. يمكن حساب القوة الحالية وفقًا لقانون أوم (الجهد مقسومًا على المقاومة).
التيار المتردد هو شبيه بالجيوب الأنفية ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الجهد متغير أيضًا. لذلك ، لا يمكن قياس قيمتها إلا في فترة زمنية معينة. يتم حساب المعلمة أيضًا باستخدام قانون أوم.
قياس الجهد
لقياس جهد الإشارة ، تحتاج إلى محور الإحداثيات الرأسي لرسم بياني خطي ثنائي الأبعاد. لهذا السبب ، سيتم إيلاء كل الاهتمام لارتفاع شكل الموجة. لذلك ، قبل بدء الملاحظة ، يجب عليك ضبط الشاشة بشكل أكثر ملاءمة للقياس.
ثم نقوم بنقل الجهاز إلى وضع DC. نعلق المجسات بالدائرة ونراقب النتيجة. سيظهر خط مستقيم على شاشة الجهاز ، تتوافق قيمته مع جهد الإشارة الكهربائية.
قياس التردد
قبل أن تفهم كيفية قياس تردد الإشارة الكهربائية ، يجب أن تعرف ما هي الفترة ، لأن هذين المفهومين مترابطان. فترة واحدة هي أصغر فترة زمنية يبدأ بعدها السعة في التكرار.
من الأسهل رؤية الفترة على الذبذبات باستخدام المحور الزمني الأفقي. من الضروري فقط ملاحظة الفترة الزمنية التي يبدأ فيها الرسم البياني الخطي في تكرار نمطه. من الأفضل اعتبار بداية الفترة كنقاط اتصال مع المحور الأفقي ونهاية تكرار نفس الإحداثي.
لقياس فترة الإشارة بشكل أكثر ملاءمة ، يتم تقليل سرعة الكنس. في هذه الحالة ، خطأ القياس ليس مرتفعًا جدًا.
التردد هو قيمة تتناسب عكسياً مع الفترة التي تم تحليلها. أي لقياس القيمة ، تحتاج إلى قسمة ثانية واحدة من الوقت على عدد الفترات التي تحدث خلال هذه الفترة. يتم قياس التردد الناتج بالهرتز ، والمعيار لروسيا هو 50 هرتز.
قياس انزياح الطور
يعتبر تحول الطور - الموضع النسبي لعمليتين متذبذبتين في الوقت المناسب. تقاس المعلمة بأجزاء من فترة الإشارة ، بحيث بغض النظر عن طبيعة الفترة والتردد ، فإن تحولات الطور نفسها لها قيمة مشتركة.
أول شيء يجب القيام به قبل القياس هو معرفة أي من الإشارات تتخلف عن الأخرى ثم تحديد قيمة إشارة المعلمة. إذا كان التيار في المقدمة ، فإن معلمة إزاحة الزاوية تكون سالبة. في الحالة التي يكون فيها الجهد متقدمًا ، تكون علامة القيمة موجبة.
لحساب درجة انزياح الطور ، يجب عليك:
- اضرب 360 درجة في عدد خلايا الشبكة بين بداية الفترات.
- قسّم النتيجة على عدد الأقسام التي تشغلها فترة إشارة واحدة.
- اختر إشارة سلبية أو إيجابية.
من غير الملائم قياس انزياح الطور في راسم الذبذبات التناظري ، لأن الرسوم البيانية المعروضة على الشاشات لها نفس اللون والمقياس. بالنسبة لعمليات الرصد من هذا النوع ، يتم استخدام جهاز رقمي أو أجهزة ذات قناتين لوضع اتساعات مختلفة على قناة منفصلة.
مقالات مماثلة:
