Paano sukatin ang kasalukuyang gamit ang isang oscilloscope

Ang pagsukat ng kasalukuyang ay isang simpleng gawain - ang kailangan mo lang gawin ay mag-hook up ng isang multimeter sa circuit na nais mong sukatin at bibigyan ka ng isang malinis na halaga upang magamit. Minsan hindi mo talaga 'mabubuksan' ang circuit upang maglagay ng isang multimeter sa serye sa kung ano ang nais mong sukatin. Nalulutas din ito nang simple - kailangan mo lamang sukatin ang boltahe sa isang kilalang paglaban sa circuit - ang kasalukuyang noon ay simpleng boltahe na hinati ng paglaban (mula sa batas ni Ohm).

Ang mga bagay ay naging medyo kumplikado kapag nais mong masukat ang pagbabago ng mga signal. Ito ay sa awa ng rate ng pag-refresh (bilang ng mga sample bawat segundo) ng multimeter, at ang average na tao ay maaaring maunawaan lamang ang napakaraming mga pagbabago sa isang display bawat segundo. Ang pagsukat sa AC ay magiging mas simple kung ang iyong multimeter ay may pagsukat ng boltahe ng RMS (ang boltahe ng RMS ay ang boltahe ng isang senyas ng AC na magpapadala ng parehong dami ng lakas na magagawa ng isang supply ng DC ng boltahe na iyon). Mahigpit na limitado ito sa mga pana-panahong signal (parisukat na alon at mga katulad nito ay mahigpit na wala sa tanong maliban kung ang sukat ng RMS ay 'totoo', kahit na, walang mga garantiya sa kawastuhan ng pagsukat). Karamihan sa mga multimeter ay mababa din na sinala, na pumipigil sa pagsukat ng AC sa itaas ng ilang daang Hertz.

Paano gamitin ang Oscilloscope upang Sukatin ang Kasalukuyan

Pinupunan ng oscilloscope ang agwat sa pagitan ng pang-unawa ng tao at ang mga matatag na halaga ng isang multimeter - nagpapakita ito ng isang uri ng 'graph' na boltahe ng oras ng isang senyas, na nagpapahintulot sa isang mas mahusay na visualization ng pagbabago ng mga signal kumpara sa isang hanay ng mga nagbabago ng mga numero sa isang multimeter.

Ang pagsukat ng mga signal na may mga dalas hanggang sa maraming gigahertz ay posible din, na ibinigay sa tamang kagamitan. Gayunpaman, ang oscilloscope ay isang mataas na aparato ng pagsukat ng boltahe ng impedance - hindi nito masusukat ang mga alon tulad nito. Ang paggamit ng isang oscilloscope upang masukat ang mga alon ay nangangailangan ng pag-convert ng isang kasalukuyang sa isang boltahe, at magagawa ito ng ilang mga paraan.

1. Paggamit ng isang Shunt Resistor

Marahil ito ang pinakasimpleng paraan upang masukat ang kasalukuyan, at tatalakayin dito nang detalyado.

Ang kasalukuyang-to-boltahe converter dito ay ang mapagpakumbabang risistor.

Sinasabi sa atin ng pangunahing kaalaman na ang boltahe sa isang risistor ay proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy dito. Maaari itong buod ng batas ng Ohm:

V = IR

Kung saan ang V ay ang boltahe sa buong risistor, ako ang kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor at ang R ay ang paglaban ng risistor, lahat sa kani-kanilang mga yunit.

Ang bilis ng kamay dito ay ang paggamit ng isang halaga ng risistor na hindi nakakaapekto sa pangkalahatang circuit na sinusukat, dahil ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng shunt risistor ay nagdudulot ng mas kaunting boltahe na mahulog sa buong circuit na inilagay nito. isang risistor na mas maliit kaysa sa resistensya / impedance ng circuit na sinusukat (sampung beses na mas mababa sa isang mahusay na panimulang punto) upang maiwasan ang kasalukuyang sa circuit na sinusukat mula sa naiimpluwensyahan ng shunt.

Halimbawa, ang transpormer at MOSFET sa isang converter ng DC-DC ay maaaring magkaroon ng isang kabuuang (DC) paglaban ng sampu-sampung milliohms, paglalagay ng isang malaking (sabihin) 1Ω risistor ay magreresulta sa karamihan ng boltahe ay nahulog sa buong shunt (tandaan na para sa resistors sa serye, ang ratio ng boltahe ay bumaba sa mga resistors ay ang ratio ng kanilang resistances) at samakatuwid ay isang mas malaking pagkawala ng kuryente. Kinokonekta lamang ng risistor ang kasalukuyang sa isang boltahe para sa pagsukat, kaya't ang lakas ay hindi kapaki-pakinabang na gawain. Sa parehong oras, ang isang maliit na risistor (1mΩ) ay mahuhulog lamang ng isang maliit (ngunit masusukat) na boltahe sa kabuuan nito, naiwan ang natitirang boltahe upang makagawa ng kapaki-pakinabang na gawain.

Ngayon, na pumili ng isang halaga ng risistor, maaari mong ikonekta ang probe ground sa circuit ground at ang tip ng probe sa shunt resistence, tulad ng ipinakita sa figure sa ibaba.

Mayroong ilang mga maayos na trick na maaari mong gamitin dito.

Kung palagay ang iyong shunt ay may paglaban ng 100mΩ, pagkatapos ang isang kasalukuyang 1A ay magreresulta sa isang boltahe na drop ng 100mV, na nagbibigay sa amin ng isang 'pagkasensitibo' na 100mV bawat amp. Hindi ito dapat maging sanhi ng mga problema kung mag-ingat ka, ngunit maraming beses na ang 100mV ay literal na kinuha - sa madaling salita, nalilito sa 100mA.

Ang problemang ito ay maaaring mapagtagumpayan ng pagtatakda ng iyong setting ng pag-input sa 100X - ang pagsisiyasat ay naka-10X na nagpapalambing, kaya ang pagdaragdag ng isa pang 10X sa signal ay ibabalik ito pabalik sa 1V bawat amp, ibig sabihin ang input ay 'pinarami' ng 10. Karamihan sa mga oscilloscope ay kasama ang tampok na ito ng kakayahang piliin ang input pagpapalambing. Gayunpaman, maaaring may mga saklaw na sumusuporta lamang sa 1X at 10X.

Ang isa pang kapaki-pakinabang na maliit na tampok ay ang maitakda ang mga patayong mga yunit na ipinapakita sa screen - ang V ay maaaring mabago sa A, W at U, bukod sa iba pa.

Ang mga bagay ay nagiging kumplikado kapag hindi mo mailagay ang shunt mababang bahagi. Ang saklaw na lupa ay direktang konektado sa ground ground, kaya sa pag-aakalang ang iyong supply ng kuryente ay naka-ground din, na kumokonekta sa clip ng probe ground sa anumang random na point sa circuit ay maikli ang puntong iyon sa lupa.

Maiiwasan ito sa pamamagitan ng paggawa ng isang bagay na tinatawag na isang sukat ng kaugalian.

Karamihan sa mga oscilloscope ay may pagpapaandar sa matematika, na maaaring magamit upang maisagawa ang mga pagpapatakbo ng matematika sa mga ipinakitang (mga) form ng alon. Tandaan na hindi nito binabago ang aktwal na signal sa anumang paraan!

Ang pagpapaandar na gagamitin namin dito ay ang pagbawas na pag-andar, na nagpapakita ng pagkakaiba ng dalawang napiling mga form ng alon.

Dahil ang boltahe ay simpleng potensyal na pagkakaiba sa dalawang puntos, maaari nating mai-hook ang isang probe sa bawat punto at ikonekta ang mga ground clip sa circuit ground tulad ng ipinakita sa figure.

Sa pamamagitan ng pagpapakita ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang signal maaari naming matukoy ang kasalukuyang.

Ang parehong 'pagpapalambing' trick na ginamit sa itaas ay nalalapat din dito, tandaan lamang na baguhin ang parehong mga channel.

Mga disadvantages ng paggamit ng shunt resistor:

Mayroong ilang mga kawalan sa paggamit ng shunt risistor. Ang una ay ang pagpapaubaya, na maaaring masama sa 5%. Ito ay isang bagay na dapat isaalang-alang na may kaunting kahirapan.

Ang pangalawa ay ang temperatura coefficient. Ang paglaban ng mga resistors ay tumataas sa temperatura, na nagreresulta sa isang mas malaking boltahe na drop para sa isang naibigay na kasalukuyang. Partikular na masama ito sa mataas na kasalukuyang resistors ng shunt.

2. Paggamit ng Kasalukuyang Probe

Mga magagamit na kasalukuyang probe (tinatawag na 'kasalukuyang clamp'; nakakabit sila sa mga wire nang hindi nakakagambala sa mga circuit) ay magagamit sa merkado, ngunit hindi mo nakikita ang maraming mga libangan na ginagamit ang mga ito dahil sa kanilang ipinagbabawal na gastos.

Ang mga probe na ito ay gumagamit ng isa sa dalawang pamamaraan.

Ang unang pamamaraan ay ang paggamit ng isang coil sugat sa paligid ng isang semi-bilog na ferrite core. Ang kasalukuyang sa kawad, ang probe ay na-clamp sa paligid, bumubuo ng isang magnetic field sa ferrite. Ito naman ang nagpapahiwatig ng isang boltahe sa likaw. Ang boltahe ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang. Ang isang integrator ay 'pinagsasama' ang waveform at gumagawa ng isang output na proporsyonal sa kasalukuyang. Ang sukat ng output ay karaniwang nasa pagitan ng 1mV at 1V bawat amp.

Ang pangalawang pamamaraan ay gumagamit ng sensor ng Hall na naka-sandwiched sa pagitan ng dalawang ferrite semicircles. Gumagawa ang sensor ng Hall ng isang boltahe na proporsyonal sa kasalukuyang.

3. Isang Mabilis at Maduming Paraan

Ang pamamaraang ito ay hindi nangangailangan ng karagdagang mga sangkap maliban sa isang saklaw at isang pagsisiyasat.

Ang pamamaraang ito ay katulad ng paggamit ng isang kasalukuyang pagsisiyasat. I-loop ang probe ground wire sa paligid ng wire na bitbit ang kasalukuyang sinusukat at pagkatapos ay ikonekta ang ground clip sa probe tip.

Ang boltahe na nagawa ay proporsyonal muli sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang, at kailangan mong magsagawa ng ilang matematika sa form ng alon (katulad ng pagsasama; ang karamihan sa mga saklaw ay mayroon ito sa ilalim ng menu na 'matematika') upang mabigyang kahulugan ito bilang isang kasalukuyang.

Sa pagsasalita sa kuryente, ang pinaikling probe ay karaniwang bumubuo ng isang wire loop na gumaganap medyo tulad ng isang kasalukuyang transpormer, tulad ng ipinakita sa pigura.

Konklusyon

Mayroong maraming mga pamamaraan upang masukat ang pagbabago ng kasalukuyang mga form ng alon gamit ang isang oscilloscope. Ang pinakasimpleng isa ay gumagamit ng isang kasalukuyang paglilipat at pagsukat ng boltahe sa kabuuan nito.