Что такое чувствительность осциллографа

18

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Чувствительность осциллографа S 0 по каналу У или X определяется наибольшей длиной светящейся линии на экране в миллиметрах, приходящейся на 1 в амплитудного ( с размахом от пика до пика) значения входного напряжения. При синусоидальной форме напряжения длина линии на экране соответствует двойному амплитудному значению поданного напряжения в вольтах.  [9]

Чувствительность осциллографа S по каналу У или X определяется наибольшей длиной светящейся линии на экране, приходящейся на 1 в действующего или амплитудного ( с размахом от пика до пика) значения входного напряжения. В первом случае она измеряется в лш / вдейств, а во втором в лш / впик — Чувствительность иногда выражают в обратных единицах ( в / мм) или в дольных значениях единиц.  [11]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки — без усилителя относительно низкая, примерно 0 5 — 1 мм / В.  [12]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикаль-отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки — без относительно низкая, примерно 0 5 — 1 мм / В.  [13]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки без усилителя относительно низкая, порядка 0 5 — 1 мм / В.  [14]

Чувствительностью осциллографа называют отношение амплитуды колебаний светящегося пятна на экране трубки к амплитуде ( иногда к действующему значению) исследуемого синусоидального переменного напряжения при максимальном коэффициенте усиления усилителя осциллографа.  [15]

Характеристики электронных осциллографов и способы их определения

В общем случае электронный осциллограф можно охарактеризовать следующими метрологическими и техническими характеристиками.

1. Полосой пропускания или параметрами переходной характеристики. Например: полоса пропускания усилителя вертикального отклонения от постоянного тока до 15 МГц с неравномерностью не более 3 дБ при подаче сигнала на открытый вход. Измеряют полосу пропускания Df снятием частотной характеристики соответствующего канала осциллографа. Частотную характеристику снимают при положениях входных делителей и органов плавной регулировки усиления, установленных в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. При этом на вход осциллографа подают постоянное по амплитуде синусоидальное напряжение в пределах полосы пропускания такой величины, чтобы изображение амплитуды на средних частотах было равно 70% мак­симальной амплитуды изображения. При положениях входных делителей, соответствующих ряду минимальных чувствительностей, допускается проверка полосы пропускания при меньших амплитудах изображения, но не менее 40 % максимальной амплитуды изображения.

2. Неравномерностью амплитудно-частотной характеристики.

3. Нелинейностью амплитудной характеристики усилителей осциллографа. Нелинейность амплитудной характеристики измеряют, подавая на вход осциллографа синусоидальный сигнал или испытательный импульс. Нелинейность характеристики определяют следующим образом: на вход осциллографа подают постоянный по значению испытательный сигнал такой амплитуды, чтобы размер видимого изображения в середине рабочей части экрана составлял 1 см или одно деление шкалы. Затем измеряют, размер изображения испытательного сигнала в разных местах рабочей части экрана при перемещении его по оси X при помощи внешнего напряжения.

Нелинейность амплитудной характеристики в процентах под­считывают по формуле:

, (2.6)

где h – наиболее отличный от 1 см или одного деления шкалы экрана размер испытательного сигнала в любом месте рабочей части экрана при его перемещении вдоль оси X.

4. Временем нарастания переходной характеристики. Время нарастания переходной характеристики осциллографа (Т_н) измеряют при следующих условиях: на вход осциллографа подают импульс со временем нарастания не более 0,3 времени нарастания переходной характеристики, указанной в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. Длительность импульса должна быть не менее чем в 10 раз больше времени нарастания переходной характеристики и указывается в стандартах или технической документации на осциллографы данного типа.

Выброс на импульсе не должен превышать 10%. При измерении времени нарастания амплитуду изображения импульса устанавливают максимальной, изменяя амплитуды входного сигнала. При положениях входного делителя, соответствующего ряду минимальных чувствительностей, допускается измерение времени нарастания при меньших амплитудах изображения, но не менее 40% максимальной амплитуды изображения.

Время нарастания переходной характеристики определяют как время нарастания изображения импульса, в течение которого происходит отклонение луча от уровня 0,1 до уровня 0,9 амплитуды импульса (выброс не учитывать). Эта операция производится на импульсах положительной и отрицательной полярности.

5. Величиной выброса на переходной характеристике. Измерение выброса производится на сигнале с параметрами, аналогичными параметрам сигнала, служащего для определения времени нарастания. При этом амплитуду изображения импульса устанавливают равной 70% от максимальной, регулируя амплитуду входного сигнала. При минимальных чувствительностях допускается измерение выброса при меньших амплитудах изображения, но не менее 40% максимальной амплитуды изображения.

Определение значения выброса в процентах производят путем измерения и сравнения линейных размеров по вертикали изображения выброса и амплитуды импульса. Значение величины выброса находят по формуле

, (2.7)

где h_u – амплитуда изображения импульса;

h_k – амплитуда изображения выброса.

Определение производится на импульсах положительной и отрицательной полярности.

6. Завалом вершины изображения импульса и ее неравномерностью. Измеряют завал вершины изображения импульса Q следующим образом: на вход осциллографа подают испытательный импульс длительности, указанной в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. Амплитуду изображения импульса устанавливают равной 70% максимальной, а при малых чувствительностях канала усиления – не менее 40% от максимальной амплитуды изображения.

Значение завала вершины определяют, измеряя и сравнивая линейные размеры по вертикали изображения амплитуды импульса в начале (отсчетную точку в начале импульса выбирают на уровне 0,9 амплитуды импульса) и в конце импульса А_к (отсчетная точка в конце импульса отстоит от начальной точки на время, равное длительности измерительного импульса).

Значение Q вычисляют в процентах

, (2.8)

где h_u – значение амплитуды изображения импульса.

Предполагается, что изображение амплитуды импульса уменьшается монотонно.

Измерение неравномерности вершины изображения импульса (отражения, синхронные наводки) производят следующим образом: отражения (у) измеряют как отклонения луча по вертикали (выбросы, впадины), вызванные неполным согласованием элементов схемы осциллографа (например, линии задержки в у-канале). Измерение производят путем подачи на вход осциллографа сигнала, при котором амплитуда изображения импульса максимальна, и при максимальном усилении канала. Время нарастания испытательного импульса должно быть не более 1,5 времени нарастания переходной характеристики, указанной в технической документации на данный тип осциллографа.

Значение отражений определяют по формуле

, (2.9)

где S _i – амплитуда выброса или впадины из-за неполного согласования;

S – толщина линии луча, указанная в стандартах на осциллографы конкретных типов.

Синхронные наводки v определяют измерением амплитуды наложенных на изображение колебаний, вызванных внутренними наводками, синхронными с запуском развертки.

Значение синхронных наводок находят по формуле

, (2.10)

где v _i – отклонение луча трубки из-за наложения на изображение колебании, вызванных внутренней наводкой; S – толщина луча.

Измерения производят в тех же условиях, что и измерения отражений.

7. Параметрами входов. Например: вход открытый (закрытый); входное сопротивление 1 М0м ± 3%, входная емкость, параллельная входному сопротивлению, не более 35 пф ± 10%.

Параметры входа осциллографов с полосой пропускания до 30 МГц определяют путем непосредственного измерения сопротивления входа и емкости входа соответствующими приборами. Для более, широкополосных осциллографов в технических условиях дается методика определения этих параметров входа.

8. Чувствительностью (нормальнее значение калиброванного коэффициента отклонения) Е определяют как отношение видимого отклонения луча в миллиметрах к значению вызвавшего его входного сигнала в вольтах или милливольтах, например e = 800 мм/В.

Для осциллографов, калиброванных по чувствительности, при помощи предусмотренных ручек регулировки чувствительности устанавливают значение чувствительности, указанное в технической документации на осциллографы, а для осциллографов, не калиброванных по чувствительности, устанавливают максимальную чувствительность. Чувствительность измеряют путем подачи на вход испытательного сигнала с плоской вершиной, калиброванного по амплитуде и вызывающего появление изображения сигнала максимальной амплитуды. Частота сигнала должна быть такой, чтобы не сказывалось влияние частотной характеристики на чувствительности.

Значение чувствительности вычисляют по формуле

, (2.11)

где U_ВХ – полный размах входного напряжения (двойная амплитуда);

– видимое отклонение луча трубки, вызванное испытательным сигналом.

9. Погрешностью калибраторов амплитуды и погрешностью измерения амплитуды; погрешностью калибраторов временных интервалов и погрешностью измерения временных интервалов. Определение погрешности измерения временных интервалов и амплитуды производится методом сравнения показаний испытуемого осциллографа и образцового измерительного устройства с погрешностью измерения соответствующих величин в три раза меньше, чем у по­веряемого осциллографа. Параметры испытательного сигнала указываются в ГОСТе или технической документации на осциллографы.

10. Длительностью разверток. Например, 20 мс/дел. Длительность непрерывных разверток проверяют по изображению на экране испытательного сигнала синусоидальной формы и определенной частоты. Для определения длительности разверток подсчитывают число периодов синусоиды, укладывающейся на рабочей части разверток.

11. Нелинейностью развертки. Измеряют, нелинейность разверток путем исследования рабочей части развертки во всей рабочей части экрана осциллографа. Определяют нелинейность развертки при помощи временного интервала, размер изображения которого в средней части экрана равен 1 см или одному делению шкалы экрана, при таком положении развертки, когда начало рабочей части развертки, совмещено с началом рабочей части экрана. Значение нелинейности развертки в процентах вычисляют по формуле

, (2.12)

где – длительность наиболее отличного от 1 см или одного деления шкалы временного интервала в любом месте рабочей части развертки в пределах рабочей части экрана.

При этом испытании положения органов регулировки развертки устанавливаются стандартами или технической документацией на осциллографы конкретного типа.

Кроме указанных характеристик в соответствии с ГОСТ 9810-69 осциллограф характеризуется следующими параметрами.

12. Рабочей частью экрана.

13. Минимальной частотой следования развертки.

14. Толщиной линий луча электроннолучевой трубки.

15. Допускаемым суммарным значением постоянного и переменного
напряжений на входах.

16. Максимально допускаемым значением амплитуды исследуемого
сигнала.

17. Минимальным значением и минимальной длительностью исследуемого сигнала, при котором обеспечивается класс точности осциллографа.

18. Дрейфом нуля усилителей.

19. Запаздыванием начала развертки относительно сигнала син­хронизации (для осциллографов без линии задержки).

20. Возможностью синхронизации (внешняя, внутренняя).

21. Разностью фаз между каналами.

22. Наводками с канала на канал.

23. Конструктивными характеристиками (массой, габаритами, питанием,
условиями работы и т. п.).

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Чувствительность вертикального входа осциллографа к переменному напряжению

Одним из основных параметров электронно-лучевых трубок является чувствительность.

Чувствительность показывает, на сколько миллиметров перемещается луч по экрану при изменении напряжения на отклоняющих пластинах на 1 Вольт.

Чувствительность определяется по формуле: мм/В, где

 — чувствительность, h — величина перемещения электронного луча на экране трубки в мм ( Рис.10); U₀ — амплитудное значение напряжения.

При подаче синусоидального напряжения на вход “Y” осциллографа электронный луч на экране осциллографа начертит вертикальную прямую, длина которой H=2h , то есть соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения. Амплитуду подаваемого напряжения можно определить через действующее (эффективное) значение напряжения по формуле: U₀ =U_Д. С учетом этого чувствительность вертикально отклоняющих пластин можно определить по формуле: = . В современных трубках  = 0,1 1,0 мм/В.

Чувствительность электронно-лучевой трубки в горизонтальном и вертикальном направлениях неодинакова, так как одна пара пластин расположена дальше , чем другая.

Порядок выполнения работы

Упражнение 1: “ Знакомство с назначением ручек управления

Включить прибор в сеть (220В), дать ему прогреться в течение 3-х минут.

2. Выключить генератор развертки, поставив ручку “Диапазон частот “ в положение “0”.

Сфокусировать электронный луч, появившийся на экране, в точку, используя ручки управления “ Фокус”, “Яркость”.

Вывести точку в центр экрана с помощью ручек управления “Смещение Y(), “Смещение X()”.( Работать следует, по возможности, при меньшей яркости изображения на экране, так как экран “выгорает”).

Подать переменное напряжение на горизонтально отклоняющие пластины “XX”, соединив вход “X” осциллографа с клеммами (1-2) рабочей схемы ( макет). Под действием этого напряжения электронный луч вычерчивает на экране осциллографа горизонтальную линию, длина которой соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения (2U₀).

Изменить длину горизонтальной линии вращением ручки “Усиление X”.

Повторить пункты 5,6 для вертикального входа “Y”осциллографа.

Упражнение 2: “ Измерение частоты сигнала по фигурам Лиссажу”.

Кривые сложной формы, получаемые в результате сложения двух взаимноперпендикулярных гармонических колебаний называют фигурами Лиссажу. Форма фигур Лиссажу зависит от соотношения частот ( периодов), амплитуд и начальных фаз складываемых колебаний.

Выключить генератор развертки ручкой управления “Диапазон частот”.

Подать на вертикальный вход перемнное напряжение неизвестной частоты, соединив клеммы (1-2) рабочей схемы с входом “Y”осциллографа.

Подать сигнал от звукового генератора на горизонтальный вход “X” осциллографа.

Установить ручку генератора частоты звукового генератора в положение 50 Гц (_x), добившись устойчивого положения фигуры Лиссажу.

Зарисовать фигуру Лиссажу и определить частоту исследуемого сигнала _y по формуле _x/_y=n_y/n_x , где _x=50 Гц, n_x и n_y — колочество точек пересечения горизонтальной и вертикальной осью координат данной фигуры Лиссажу, исключая точки пересечения самой фигуры. Например, для фигуры Лиссажу на рисунке 11 n_x=4, n_y=2, _x/_y=2/4=1/2. Тогда _y=2_x.

Повторить пункты 4,5 для частот сигнала звукового генератора _x=25,75,100,150 Гц.

Упражнение 3: “ Определение чувствительности вертикального входа

осциллографа к переменному напряжению”.

Установить ручку управления осциллографа “Ослабление” в положение 1:1, “ Диапазон частот” — “0”.

Подключить к входу “Y” осциллографа клеммы 1-2 рабочей схемы.

Подключить рабочую схему через понижающий трансформатор к сети 220 В.

Установить регулятором вертикального усиления длину вертикальной прямой на экране осциллографа не более 10 мм.

Измерить длину вертикальной прямой H. Значение U_g указано на плате рабочей схемы. Рассчитать чувствительность вертикального входа осциллографа по формуле _y=0,35 ( мм/В).Усиление по вертикали оставить неизменным для выполнения упражнения 4, так как при изменении усиления изменяется чувствительность.

Упражнение 4: “ Измерение величины неизвестного напряжения”.

Подать на вход “Y” напряжение, соединив вход “Y” с клеммами рабочей схемы (2-Б).

Измерить длину вертикальной прямой H и рассчитать величину действующего значения неизвестного напряжения по формуле:

, где _y— чувствительность вертикального входа, рассчитанная в упражнении 3.

Подать на вход “Y” напряжение с клемм (1-А) рабочей схемы и повторить пункт 2.

Упражнение 5: “Наблюдение формы исследуемых сигналов:

— синусоидальной формы ( клеммы 1-2);

— однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей (клеммы 3-4 и 5-6);

релаксационного генератора ( пилообразного напряжения)

Сигнал синусоидальной формы

Подать на вход “Y” осциллографа синусоидальное напряжение с клемм 1-2 рабочей схемы. Получиы на экране вертикальную прямую, включить генератор развертки, переключив ручку “Диапазон частот” в положение “30”.Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения. При необходимости ручками вертикального и горизонтального усиления изменить размер напряжения, чтобы оно не выходило за пределы экрана. Форму сигнала зарисовать в тетрадь, обозначив координатные оси YU, Xt.

Cигналы одно- и двухполупериодного выпрямления.

Подать сигнал на вход “Y” поочередно с клемм (3-4) и (5-6). Добиться устойчивого неподвижного изображения формы сигнала. ( См. пункт 1). Зарисовать формы сигналов.

Сигнал пилообразного напряжения.

Подать на вход “Y” сигнал от релаксационного генератора пилообразного напряжения. Поставить ручку “Диапазон частот” в положение “150”. Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения на экране осциллографа.

Чувствительность осциллографа

Чувствительностью отклоняющих систем называют отношение смещения электронного луча на рабочей поверхности приемника электронов к величине вызвавшего его отклоняющего фактора. Для трубок с электростатическим отклонением чувствительность определяется отношением смещения h [мм] светящегося пятна на ее экране к отклоняющему напряжению ?/упр [В]:

Так как при преобразовании механических напряжений начальные параметры магнитоупругих датчиков обычно компенсируются и при этом решающую роль играет не относительное изменение магнитной проницаемости, а абсолютное ее приращение, то магнитоупругие свойства материала характеризуются часто отношением абсолютного изменения магнитной проницаемости к относительной деформации, а магнитоупругая чувствительность определяется как

Чувствительностью S электроизмерительного прибора к измеряемой величине х называется производная от перемещения указателя по измеряемой величине х. У обширной группы электроизмерительных приборов используется угловое перемещение указателя. Для этих приборов чувствительность определяется как производная от угла отклонения а указателя по величине х, т. е.

Чувствительность — один из важнейших параметров любого фотоэлектрического прибора. Для фоторезисторов используется чаще всего токовая чувствительность si — отношение фототока к некоторой величине, количественно характеризующей излучение, вызвавшее измеряемый фототек1. Так, если в качестве такой величины используется световой поток, то говорят о чувствительности фоторезистора к световому потому s