Измерение амплитуды напряжения и тока

Из принципа действия осциллографа следует, что этот прибор реагирует на изменение напряжения. Следовательно, любые физические сигналы, которые можно преобразовать в соответствующие изменения напряжения, могут быть исследованы с помощью осциллографа.

Осциллограф может быть использован для непосредственного измерения напряжения и косвенного измерения тока по падению напряжения на резисторе с известным сопротивлением. В любом из этих случае необходимо измерить амплитуду напряжения исследуемого сигнала.

Перед проведением измерения амплитуды напряжения рекомендуется проверить калибровку чувствительности каналаY по калибратору амплитуды (КА). Для этого на вход “Y” подают эталонное напряжение от КА, (например, для осциллографа С-49 переводом переключателя “Время/дел” в положение “Калибровка”, при котором на экран выводятся прямоугольные импульсы высотой ровно 4 деления). При отклонении от этого значения производят корректировку усиления УВО резистором “Чувствительность Y”, выведенным под шлиц на боковой стороне прибора. После калибровки чувствительность тракта вертикального отклонения луча будет соответствовать величинам “Вольт/делен.”, обозначенным на шкале переключателя “Усиление”.

Измерение амплитуды исследуемого сигнала (если она ориентиро-вочно не известна) производится следующим образом.

1. Переключатель “Усиление” (ВДН канала Y) переводят в положе-ние наименьшей чувствительности (соответствующее наибольшему коэффициенту отклонения m_U, например, m_U =10 В/деление), чтобы не повредить входной усилитель.

2. Ручку плавной регулировки “Усиление” (соосной с одноименным переключателем) переводят в крайнее правое положение (до щелчка), при котором коэффициенты отклонения m_U в точности соответствуют градуировке “Вольт/делен.” переключателя “Усиление”.

3. Нa вход усилителя вертикального отклонения подают исследуемый сигнал.

4. При помощи регуляторов смещения ↔ и ↕ сигнал перемещают в нужное место шкалы экрана (чаще всего к нулевым делениям шкалы).

5. Переключателем “Усиление” добиваются наибольшей амплитуды изображения сигнала по вертикали в пределах масштабной сетки.

6. Переключателем “Длительность” устанавливают удобный для наблюдения размер по горизонтали.

7. Измеряют размах исследуемого напряжения по вертикали в делениях шкалы.

Значение амплитуды исследуемого сигнала в вольтах будет равно произведению числа делений шкалы h по вертикали, соответствующих измеренной величины изображения, и коэффициента отклонения m_U (цифровой отметки показаний переключателя “Вольт/делен.”), т.е.

Um = h · mU.

(1)

G

Например, при h = 3,5 деления по вертикали и m_U = 0,2 В/дел.получаем U_m = 3,5 · 0,2 = 0,7 В.

Следует иметь в виду, что таким образом измеряется не только амплитудное, т.е. наибольшее из мгновенных, напряжение U_m сигнала, но и напряжение в любой точке кривой наблюдаемого графика u = f(t).

Величина тока, протекающего по резистору сопротивлением R, определяется (из закона Ома) как частное от деления найденной амплитуды сигнала, в вольтах, на известное сопротивление резистора, т.е. I = U_m /R.

Для повышения точности измерения амплитуды напряжения входной аттенюатор (переключатель “Усиление”) необходимо поставить в такое положение, при котором размах исследуемого сигнала (по вертикали) получается наибольшим в пределах рабочей части экрана.