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.

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.