Электронные генераторы и измерительные приборы: виды, принцип работы, применение

Что такое электронные генераторы и для чего они используются. Какие бывают виды генераторов. Как устроены и работают основные типы генераторов. Где применяются электронные генераторы и измерительные приборы.

Что такое электронные генераторы и для чего они нужны

Электронные генераторы — это устройства, преобразующие энергию источника постоянного тока в энергию электрических колебаний заданной частоты и формы. Они широко применяются в электронике, радиотехнике, измерительной технике и других областях.

Основные функции электронных генераторов:

• Формирование сигналов различной формы (синусоидальной, прямоугольной, пилообразной и др.)
• Генерация колебаний в широком диапазоне частот (от долей герц до сотен гигагерц)
• Создание сигналов с заданными параметрами (амплитудой, частотой, фазой)
• Обеспечение стабильности частоты и амплитуды колебаний

Электронные генераторы являются ключевыми элементами многих электронных устройств и систем. Без них невозможна работа радиопередатчиков, измерительных приборов, систем связи и других важных технических средств.

Классификация электронных генераторов

Электронные генераторы можно классифицировать по различным признакам:

По форме выходного сигнала:

• Генераторы синусоидальных колебаний
• Генераторы прямоугольных импульсов
• Генераторы пилообразного напряжения
• Генераторы специальных форм сигнала

По диапазону частот:

• Низкочастотные (до 100 кГц)
• Высокочастотные (100 кГц — 300 МГц)
• Сверхвысокочастотные (свыше 300 МГц)

По принципу работы:

• LC-генераторы
• RC-генераторы
• Кварцевые генераторы
• Генераторы на поверхностных акустических волнах

По назначению:

• Измерительные генераторы
• Генераторы стандартных сигналов
• Генераторы шума
• Генераторы качающейся частоты

Такое разнообразие типов генераторов позволяет выбрать оптимальное устройство для решения конкретных технических задач.

Принцип работы электронных генераторов

В основе работы электронных генераторов лежит принцип положительной обратной связи. Типовая структура генератора включает следующие основные элементы:

• Усилитель
• Частотозадающая цепь
• Цепь положительной обратной связи

Как работает электронный генератор?

1. В частотозадающей цепи (колебательном контуре) возникают слабые колебания на резонансной частоте.
2. Эти колебания усиливаются в усилительном каскаде.
3. Часть усиленного сигнала через цепь положительной обратной связи подается обратно на вход усилителя.
4. Если фаза и амплитуда обратной связи подобраны правильно, колебания в контуре усиливаются и поддерживаются.
5. Устанавливается стационарный режим генерации на заданной частоте.

Таким образом, за счет положительной обратной связи в генераторе происходит преобразование энергии источника питания в энергию незатухающих колебаний.

Основные типы электронных генераторов

LC-генераторы

LC-генераторы используют колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C). Частота колебаний определяется формулой Томсона:

f = 1 / (2π√LC)

LC-генераторы применяются для получения высокочастотных колебаний (от сотен кГц до сотен МГц). Их достоинства — простота, высокая стабильность частоты. Недостаток — сложность перестройки в широком диапазоне частот.

RC-генераторы

В RC-генераторах частотозадающая цепь состоит из резисторов и конденсаторов. Наиболее распространены RC-генераторы с мостом Вина и RC-генераторы с фазосдвигающими цепочками.

RC-генераторы позволяют получать низкочастотные колебания (единицы Гц — сотни кГц). Их преимущества — простота перестройки частоты, малые габариты. Недостаток — меньшая стабильность частоты по сравнению с LC-генераторами.

Кварцевые генераторы

В кварцевых генераторах в качестве частотозадающего элемента используется кварцевый резонатор. Кварц обладает высокой добротностью и стабильностью резонансной частоты.

Кварцевые генераторы обеспечивают очень высокую стабильность частоты (до 10^-10). Они применяются в прецизионных измерительных приборах, системах связи, радиовещании.

Измерительные генераторы

Измерительные генераторы — это источники сигналов с точно заданными и регулируемыми параметрами. Они широко используются для настройки, испытаний и поверки различной радиоэлектронной аппаратуры.

Основные виды измерительных генераторов:

• Генераторы стандартных сигналов
• Генераторы импульсов
• Генераторы качающейся частоты (свип-генераторы)
• Генераторы шума

Генераторы стандартных сигналов

Генераторы стандартных сигналов формируют сигналы синусоидальной формы с калиброванными значениями частоты и амплитуды. Они позволяют:

• Устанавливать частоту с высокой точностью в широком диапазоне
• Регулировать выходное напряжение в пределах от микровольт до единиц вольт
• Модулировать сигнал по амплитуде, частоте или фазе

Генераторы стандартных сигналов применяются для настройки радиоприемников, измерения параметров усилителей, фильтров и других радиоэлектронных устройств.

Генераторы импульсов

Генераторы импульсов формируют электрические импульсы прямоугольной формы с регулируемыми параметрами:

• Частота следования импульсов
• Длительность импульсов
• Амплитуда импульсов
• Время нарастания и спада фронтов

Они используются для исследования импульсных устройств, цифровых схем, в радиолокации и других областях.

Генераторы качающейся частоты

Генераторы качающейся частоты (свип-генераторы) автоматически изменяют частоту выходного сигнала в заданных пределах. Это позволяет:

• Измерять амплитудно-частотные характеристики
• Настраивать полосовые фильтры
• Исследовать частотные свойства различных устройств

Свип-генераторы широко применяются при разработке и настройке радиоприемной и телевизионной аппаратуры.

Применение электронных генераторов

Электронные генераторы находят применение во многих областях науки и техники:

• Радиосвязь и телевидение — формирование несущих частот
• Измерительная техника — создание эталонных сигналов
• Радиолокация — генерация зондирующих импульсов
• Навигационные системы — формирование опорных частот
• Системы автоматики — источники тактовых импульсов
• Медицинская техника — генерация сигналов для физиотерапии
• Научные исследования — создание сигналов для экспериментов

Развитие электроники привело к появлению цифровых синтезаторов частоты, позволяющих формировать сигналы с очень высокой точностью и стабильностью. Это существенно расширило возможности применения генераторов в современной технике.

Заключение

Электронные генераторы являются важнейшими функциональными узлами радиоэлектронной аппаратуры. Они обеспечивают формирование электрических сигналов с заданными параметрами, что необходимо для работы многих электронных устройств и систем.

Основные достоинства электронных генераторов:

• Широкий диапазон генерируемых частот
• Возможность получения сигналов различной формы
• Высокая стабильность частоты и амплитуды
• Простота регулировки параметров
• Малые габариты и энергопотребление

Дальнейшее совершенствование электронных генераторов связано с применением новых схемотехнических решений, улучшением их метрологических характеристик, расширением функциональных возможностей. Это позволит создавать еще более эффективные и точные источники сигналов для различных областей науки и техники.

Электронный генератор — это… Что такое Электронный генератор?

Электронный генератор

Электронные генераторы — большое множество устройств в радиотехнике и электронике (радиоэлектронике). Генератор представляет собой электронный усилитель охваченный цепью положительной обратной связи с фильтром.

Виды электронных генераторов

• По форме выходного сигнала:
• По частотному диапазону:
  • Низкочастотные
  • Высокочастотные
• По принципу работы:
• По назначению:

Большинство генераторов являются преобразователями постоянного тока в переменный ток. Маломощные генераторы строят на однотактных усилительных каскадах. Более мощные однофазные генераторы строят на двухтактных (полумостовых) усилительных каскадах, которые имеют больший КПД и позволяют на транзисторах той же мощности построить генератор с приблизительно вдвое большей мощностью. Однофазные генераторы ещё большей мощности строят по четырёхтактной (полномостовой) схеме, которая позволяет приблизительно ещё вдвое увеличить мощность генератора. Ещё большую мощность имеют двухфазные и трёхфазные двухтактные (полумостовые) и четырёхтактные (полномостовые) генераторы. Мощные преобразователи называются силовыми инверторами и относятся к силовой электронике.

Генераторы гармонических колебаний

Блок схема генератора

Генератор (производитель) электрических колебаний представляет собой усилитель с положительной обратной связью. Усилитель с отрицательной обратной связью является дискриминатором (подавителем, активным фильтром). Усилитель генератора может быть как однокаскадным, так и многокаскадным.

Типовой график зависимости амплитуды выходного сигнала генератора от частоты LC-генератор с перекрёстными связями на кольце из двух инверторов

Цепи положительной обратной связи выполняют две функции: сдвиг сигнала по фазе для получения петлевого сдвига близкого к n*2π и фильтра, пропускающего нужную частоту. Функции сдвига фазы и фильтра могут быть распределены на две составные части генератора — на усилитель и на цепи положительной обратной связи или целиком возложены на цепи положительной обратной связи. В цепи положительной обратной связи могут стоять усилители.

Необходимыми условиями для возникновения гармонических незатухающих колебаний являются:
1. петлевой сдвиг фазы равный n*360°±90°,
2. петлевое усиление >1,
3. рабочая точка усилительного каскада в середине диапазона входных значений.
Необходимость третьего условия.
Петлевой сдвиг фазы и в триггере и в генераторе равен около 360°. Петлевое усиление в триггере почти вдвое больше, чем в генераторе, но триггер не генерирует, т.к. рабочие точки каскадов в триггере смещены на края диапазона входных значений и эти состояния в триггере устойчивы, а состояние со средней величиной входных значений — неустойчиво. Такой характеристикой обладает компаратор.
В гармоническом генераторе среднее состояние устойчивое, а отклонения от среднего состояния неустойчивые.

История

В 1887 году Генрих Герц на основе катушки Румкорфа изобрёл и построил искровой генератор электромагнитных волн.

В 1913 году Александр Мейснер (Германия) изобрёл электронный генератор Мейснера на ламповом каскаде с общим катодом с колебательным контуром в выходной (анодной) цепи с трансформаторной положительной обратной связью на сетку.^[4]

В 1914 году Эдвин Армстронг (США) запатентовал электронный генератор на ламповом каскаде с общим катодом с колебательным контуром во входной (сеточной) цепи с трансформаторной положительной обратной связью на сетку.

В 1915 году американский инженер из Western Electric Company Ральф Хартли, разработал ламповую схему известную как генератор Хартли, известную также как индуктивная трёхточечная схема («индуктивная трёхточка»). В отличие от схемы А. Мейсснера, в ней использовано автотрансформаторное включение контура. Рабочая частота такого генератора обычно выше резонансной частоты контура.

В 1919 году Эдвин Колпитц изобрёл генератор Колпитца на электронной лампе с подключением к колебательному контуру через ёмкостной делитель напряжения, часто называемый «ёмкостная трёхточка».

В 1932 году американец Гарри Найквист разработал теорию устойчивости усилителей, которая также применима и для описания устойчивости генераторов. (Критерий устойчивости Найквиста-Михайлова).

Позже было изобретено множество других электронных генераторов.

Устойчивость генераторов

Устойчивость генераторов складывается из двух составляющих: устойчивость усилительного каскада по постоянному току и устойчивость генератора по переменному току.

Фазовый анализ генератора Мейснера.

Генераторы «индуктивная трёхточка» и «ёмкостная трёхточка» могут быть построены как на инвертирующих каскадах (с общим катодом, с общим эмиттером), так и на неинвертирующих каскадах (с общей сеткой, с общим анодом, с общей базой, с общим коллектором).

Каскад с общим катодом (с общим эмиттером) сдвигает фазу входного сигнала на 180°. Трансформатор, при согласном включении обмоток, сдвигает фазу ещё на приблизительно 180°. Суммарный петлевой сдвиг фазы составляет приблизительно 360°. Запас устойчивости по фазе максимален и равен почти ± 90°. Таким образом генератор Мейснера относится, с точки зрения теории автоматического управления (ТАУ), к почти идеальным генераторам. В транзисторной технике каскаду с общим катодом соответствует каскад с общим эмиттером.

Фазовый анализ LC-генератора с СR положительной обратной связью

LC-генераторы на каскаде с общей базой наиболее высокочастотны, применяются в селекторах каналов почти всех телевизоров, в гетеродинах УКВ приёмников. Для гальванической развязки в цепи положительной обратной связи с коллектора на эмиттер стоит CR-цепочка, которая сдвигает фазу на 60°. Генератор работает, но не на частоте свободных колебаний контура, а на частоте вынужденных колебаний, из-за этого генератор излучает две частоты: большую — на частоте вынужденных колебаний и меньшую на частоте свободных колебаний контура. При первой итерации две частоты образуют четыре: две исходные и две суммарноразностные. При второй итерации четыре частоты производят ещё большее число суммарноразностных частот. В результате, при большом числе итераций получается целый спектр частот, который в приёмниках смешивается с входным сигналом и образует ещё большее число суммарноразностных частот. Затем всё это подаётся в блок обработки сигнала. Кроме этого, запас устойчивости работы по фазе этого генератора составляет +30°. Чтобы уменьшить шунтирование контура каскадом применяют частичное включение контура через ёмкостной делитель, но при этом происходит дополнительный перекос фазы. При одинаковых ёмкостях дополнительный перекос фазы составляет 45°. Суммарный петлевой сдвиг фазы 60°+45°=105° оказывается больше 90° и устройство попадает из области генераторов в область дискриминаторов, генерация срывается. Существует ряд формул для определения ёмкостей делителя, чтобы не сорвалась генерация, но запас устойчивости по фазе составляет менее 30°, что образно похоже на корабль плывущий с креном 60° и более градусов.

Генератор Мейснера на каскаде с общей базой, с частичным включением контура без перекоса фазы.

Если в «ёмкостной трёхточке» на каскаде с общей базой в цепи положительной обратной связи вместо CR-цепочки включить трансформатор со встречным включением обмоток, то петлевой сдвиг фазы составит около 360°. Генератор станет почти идеальным. Чтобы уменьшить шунтирование контура каскадом и не внести дополнительного перекоса фазы, нужно применить частичное включение контура без дополнительного перекоса фазы через два симметричных отвода от катушки индуктивности. Такой генератор будет излучать одну частоту, то есть будет подобен монохроматорам в оптике, и будет иметь наибольший запас устойчивости по фазе (± 90°), что образно похоже на корабль плывущий без крена.

Применение

См. также

Ссылки

• Шамшин И. Г., История технических средств коммуникации. Учеб. пособие., 2003. Дальневосточный Государственный Технический Университет.

1. ↑ http://logic-bratsk.ru/radio/ewb/ewb2/CHAPTER2/2-8/2-8-1/2-8-1.htm На рис.8.1.а) изображён генератор Мейснера, а не генератор Хартлея
2. ↑ http://radiomaster.ru/stati/radio/gen.php Рис.1.7 RC-генератор на транзисторе. Рис.1.8 RC-генератор с мостом Вина.
3. ↑ http://logic-bratsk.ru/radio/ewb/ewb2/CHAPTER2/2-8/2-8-1/2-8-1.htm Рис.8.9. RC-генератор с трёхзвенной фазосдвигающей цепочкой (а) и осциллограмма выходного сигнала (б)
4. ↑ http://historic.ru/books/item/f00/s00/z0000027/st054.shtml Радиотехника и радиофизика

Электронные генераторы. Виды и устройство. Работа и особенности

Устройства, преобразующие электроэнергию источника постоянного тока в незатухающую энергию электрических колебаний расчетной частоты и формы, называются электронные генераторы.

Электронные генераторы

Такие генераторы приобрели популярность в электронике, компьютерной технике, радиоприемниках. Генераторами может выдаваться сигнал частотой до нескольких мегагерц. Форма выходного напряжения имеет формы синусоиды, прямоугольника и пилы.

Контур колебаний получает возбуждение от наружного источника тока, появляются колебания, которые со временем затухают, так как сопротивление поглощает энергию. Чтобы колебания не затухали, в контуре нужно восполнять потерю энергии. Этот процесс восполнения выполняется положительной обратной связью. Эта связь подает в контур некоторую часть сигнала, который должен совпадать с сигналом обратной связи.

 

Электронные генераторы состоят из следующих частей:

• Контур колебаний, задающий частоту генератора.
• Усилитель, повышающий амплитуду сигнала на выходе контура колебаний.
• Обратная связь, подающая некоторое количество энергии в контур.

Электронные генераторы используют постоянный ток для образования колебаний переменного тока, и являются схемами с положительной связью.

Классификация

Электронные генераторы делятся на несколько классов по различным параметрам. Рассмотрим основные разновидности таких генераторов.

По форме сигнала:

• В виде синусоиды.
• Прямоугольные.
• В форме пилы.
• Специальные.

По частоте:

• Высокочастотные (более 100 килогерц).
• Низкочастотные (менее 100 килогерц).

По возбуждению:

• С независимым возбуждением.
• Автогенераторы (самовозбуждение).

Автоматическим генератором называют устройство, которое самостоятельно возбуждается, без воздействия извне, преобразует поступающую энергию в колебания. Электронные генераторы выполняются по схемам, аналогичным усилителям, за исключением отсутствия питания сигнала входа. Вместо него используют обратную связь, которая является передачей некоторого количества сигнала выхода на вход.

Определенная форма сигнала создается обратной связью. Частота колебаний создается на цепях RС или LС, и зависит от времени зарядки емкости. Сигнал обратной связи приходит на вход усилителя, где повышается в несколько раз и выходит. Часть сигнала возвращается и ослабевает в несколько раз, что дает возможность поддерживать одинаковую амплитуду сигнала на выходе.

Генераторы с внешним видом возбуждения считаются усилителями мощности с определенным частотным интервалом. На его вход подается сигнал от автогенератора, усиливается определенный интервал частот.

Электронные генераторы RС

Для образования низкочастотных генераторов применяют усилители. В них вместо обратной связи монтируют RС цепи для создания некоторой частоты колебаний. Эти цепи являются фильтрами частоты, которые пропускают сигналы в специальном интервале частот и не пропускают за его пределами. По обратной связи возвращается некоторая полоса частот.

Типы фильтров

• Низкочастотные фильтры.
• Высокочастотные фильтры.
• Полосовые фильтры.
• Заграждающие фильтры.

Характеристикой фильтра является частота среза. Если взять положение ниже этой частоты, или выше, то сигнал значительно уменьшается. Заграждающие и полосовые фильтры имеют характеристику в виде ширины полосы.

На рисунке изображена цепь генератора с синусоидальным сигналом. Усиление определяется цепью обратной связи R1, R2. Для создания нулевого сдвига по фазе обратная связь подключена от выхода усилителя на неинвертирующий его вход. Цепь обратной связи выступает в качестве полосового фильтра.

Для стабилизации величины частоты пользуются кварцевыми резонаторами, которые состоят из минеральной тонкой пластины, закрепленной в держателе. Кварц славится своим пьезоэффектом. Это дает возможность применять его в качестве системы, аналогичной колебательному контуру со свойством резонанса. Частота резонанса пластин колеблется от единиц до тысяч мегагерц.

Мультивибраторы

Эти электронные генераторы создают колебания формы прямоугольника, являются 2-х каскадным усилителем с обратной связью на основе резисторов. Выходы каскадов соединены со входами. Название этого генератора объясняет наличие значительного количества гармоник.

Мультивибратор способен действовать в нескольких режимах:

• Автоколебательный режим.
• Синхронизация.
• Ждущий режим.

В первом виде режима мультивибратор работает с самовозбуждением. При синхронизации на генератор оказывает воздействие внешнее напряжение с частотой импульсов. Ждущий режим подразумевает работу с внешним возбуждением.

Автоколебательный режим мультивибратора

Устройство мультивибратора включает в себя два каскада усилителя с резисторами. Выходы каскадов подключены ко входам других каскадов через емкости С1 и С2.

Мультивибраторы с аналогичными транзисторами и симметричными компонентами имеют название симметричных.

В режиме автоколебаний мультивибратор может находиться в 2-х состояниях равновесия:

1. Один транзистор в насыщении, второй в отсечке.
2. Первый транзистор на отсечке, другой в насыщении.

Такие положения неустойчивы. Одна схема переходит в другую с эффектом лавины с помощью обратной связи. Для оптимизации формы импульсов на выходе генератора подключают разделительные диоды в схемы коллекторов. Через диоды подключают вспомогательные резисторы.

По такой схеме после закрытия одного транзистора и уменьшения потенциала коллектора диод тоже закрывается. При этом он отключает конденсатор от цепи. Конденсатор заряжается через вспомогательный резистор. Наибольшая длина импульсов определяется параметрами частоты транзисторов.

Такой тип схемы дает возможность создать импульсы практически прямоугольной формы. В качестве недостатков можно отметить малую скважность и невозможность плавного регулирования периода колебаний.

По такой схеме резисторы R2 и R5 включены параллельно емкостям С1 и С2. Резисторы R(1, 3, 4, 6) создают делители напряжения, которые стабилизируют потенциал базы транзистора. При коммутации мультивибратора ток базы резко меняется. Это уменьшает время снижения зарядов в базе и увеличивает скорость выхода транзистора из насыщения.

Ждущий мультивибратор (одиночный)

Если мультивибратор действует в режиме автоколебаний и не имеет устойчивости, то его можно преобразовать в генератор с одной устойчивой позицией и одной неустойчивой позицией. Такие цепи имеют название одновибраторов (релаксационных реле). Чтобы перевести схему из одного состояния в другое, необходимо воздействие внешнего импульса.

В неустойчивой позиции цепь находится некоторое время, зависящее от ее параметров. Далее она скачкообразно возвращается в устойчивую позицию. Чтобы получить ждущий режим генератора, необходимо собрать следующую схему:

В исходном положении транзистор VТ1 находится в закрытом виде. При поступлении на вход плюсового импульса по транзистору идет ток коллектора. При изменении разности потенциалов на транзисторе VТ1 оно подается через емкость С2 на базу VТ2. С помощью обратной связи повышается лавинный эффект, который приводит к закрытию VТ2 и открытию VТ1.

В такой неустойчивой позиции схема находится до полного разряда емкости С2. Далее транзистор VТ2 открывается, VТ1 закрывается. Положение схемы возвращается в первоначальную позицию.

Похожие темы:

«Коллебательный контур. Электронные генераторы и измерительные приборы», Математика, химия, физика

Колебательный контур — электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности, конденсатор и источник электрической энергии. При последовательном соединении элементов цепи колебательный контур называется последовательным, при параллельном — параллельным.

Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания.

Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:

Последовательный колебательный контур является простейшей резонансной (колебательной) цепью. Состоит последовательный колебательный контур, из последовательно включенных катушки индуктивности и конденсатора. При воздействии на такую цепь переменного (гармонического) напряжения, через катушку и конденсатор будет протекать переменный ток, величина которого вычисляется по закону Ома: I = U / Х_У, где Х_У — сумма реактивных сопротивлений последовательно включенных катушки и конденсатора (используется модуль суммы).

Рисунок 6- Простейший электрический колебательный контур.

В различных радиотехнических устройствах наряду с последовательными колебательными контурами часто (даже чаще, чем последовательные) применяют параллельные колебательные контуры На рисунке приведена принципиальная схема параллельного колебательного контура. Здесь параллельно включены два реактивных элемента с разным характером реактивности Как известно, при параллельном включении элементов складывать их сопротивления нельзя — можно лишь складывать проводимости. На рисунке приведены графические зависимости реактивных проводимостей катушки индуктивности B_L= 1/щL, конденсатора В_C= -щC, а также суммарной проводимости В_У, этих двух элементов, являющаяся реактивной проводимостью параллельного колебательного контура. Аналогично, как и для последовательного колебательного контура, имеется некоторая частота, называемая резонансной, на которой реактивные сопротивления (а значит и проводимости) катушки и конденсатора одинаковы. На этой частоте суммарная проводимость параллельного колебательного контура без потерь обращается в нуль. Это значит, что на этой частоте колебательный контур обладает бесконечно большим сопротивлением переменному току.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 11. Москва, 2008, стр. 13

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: В. С. Попов

ИЗМЕРИ́ТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРА́ТОР, при­бор, ге­не­ри­рую­щий элек­трич. сиг­на­лы ма­лой мощ­но­сти, час­то­та, на­пря­же­ние, спек­траль­ный со­став и сте­пень мо­ду­ля­ции ко­то­рых мо­гут ре­гу­ли­ро­вать­ся в оп­ре­делён­ных пре­де­лах и ус­та­нав­ли­вать­ся с га­ран­ти­ро­ван­ной точ­но­стью. И. г. слу­жат гл. обр. для на­строй­ки, ре­гу­ли­ров­ки и ис­пы­та­ний ра­дио­элек­трон­ной и из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ры, уст­ройств ав­то­ма­ти­ки и вы­чис­лит. тех­ни­ки, а так­же для гра­дуи­ров­ки при­бо­ров. По ви­ду фор­ми­руе­мых сиг­на­лов раз­ли­ча­ют И. г. гар­мо­ни­че­ских ко­ле­ба­ний, им­пуль­сов, ге­не­ра­то­ры шу­ма, ка­чаю­щей­ся час­то­ты и др.; по ви­ду мо­ду­ля­ции – ге­не­ра­то­ры с ам­пли­туд­ной, час­тот­ной, ам­пли­туд­но-им­пульс­ной, час­тот­но-им­пульс­ной и фа­зо­им­пульс­ной мо­ду­ля­ци­ей. Мощ­ность И. г. обыч­но не пре­вы­ша­ет 10 Вт.

Ге­не­ра­то­ры гар­мо­ни­че­ских сиг­на­лов (ГГС) яв­ля­ют­ся ис­точ­ни­ка­ми не­мо­ду­ли­ро­ван­ных или мо­ду­ли­ро­ван­ных ко­ле­ба­ний си­ну­сои­даль­ной фор­мы. По диа­па­зо­ну ге­не­ри­руе­мых час­тот ГГС де­лят­ся на ин­фра­низ­ко­ча­стот­ные – от 0,001 до 20 Гц, низ­ко­час­тот­ные – от 20 Гц до 30 кГц, вы­со­ко­час­тот­ные – от 30 кГц до 300 МГц, сверх­вы­со­ко­частот­ные с ко­ак­си­аль­ным вы­хо­дом – от 300 МГц до 10 ГГц, сверх­вы­со­ко­частот­ные с вол­но­вод­ным вы­хо­дом – св. 10 ГГц. ГГС мо­гут быть с ка­либ­ро­ван­ным или не­ка­либ­ро­ван­ным уров­нем вы­ход­но­го сиг­на­ла (на­пря­же­ния, мощ­но­сти). В об­щем слу­чае ГГС со­сто­ят из задаю­ще­го ге­не­ра­то­ра, уси­ли­те­ля, ат­те­нюа­то­ра, уст­ройств кон­тро­ля па­ра­мет­ров вы­ход­но­го сиг­на­ла и мо­ду­ля­то­ра. За­даю­щий ге­не­ра­тор (напр., RC— или LC-ге­не­ра­тор) вы­ра­ба­ты­ва­ет сиг­на­лы, близ­кие к гар­мо­ни­че­ским. Уси­ли­тель и ат­те­нюа­тор обес­пе­чи­ва­ют тре­буе­мый уро­вень на­пря­же­ния (мощ­но­сти) сиг­на­ла на вы­хо­де. Мо­ду­ля­тор фор­ми­ру­ет низ­ко­час­тот­ный или им­пульс­ный сиг­нал, мо­ду­ли­рую­щий ВЧ-ко­ле­ба­ния по ам­пли­ту­де, час­то­те или фа­зе. Уст­рой­ст­ва кон­тро­ля обес­пе­чи­ва­ют ус­та­нов­ку и кон­троль час­то­ты, на­пря­же­ния (мощ­но­сти) вы­ход­но­го сиг­на­ла. Низ­ко­час­тот­ные ГГС при­ме­ня­ют гл. обр. для на­строй­ки и оп­ре­де­ле­ния тех­нич. ха­рак­те­ри­стик НЧ-трак­тов, уз­лов и эле­мен­тов ра­дио­при­ём­ных и ра­дио­пе­ре­даю­щих уст­ройств, ка­либ­ров­ки из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ры и ап­па­ра­ту­ры средств свя­зи; вы­со­ко­час­тот­ные – для по­вер­ки и на­строй­ки приё­мо­пе­ре­даю­щих уст­ройств свя­зи и те­ле­ви­де­ния, ре­гу­ли­ро­ва­ния ра­дио­ло­ка­ци­он­ной и др. ра­дио­элек­трон­ной ап­па­ра­ту­ры.

Ге­не­ра­то­ры им­пуль­сов (ГИ) вы­ра­ба­ты­ва­ют оди­ноч­ные или пе­рио­дич. им­пуль­сы пре­им. пря­мо­уголь­ной фор­мы разл. по­ляр­но­сти, ам­пли­ту­ды, дли­тель­но­сти и час­то­ты сле­до­ва­ния. В со­став ГИ обыч­но вхо­дят: за­даю­щий ге­не­ра­тор (на ба­зе, напр., бло­кинг-ге­не­ра­то­ра или муль­ти­виб­ра­то­ра), вы­ра­ба­ты­ваю­щий им­пуль­сы с за­да­вае­мой час­то­той по­вто­ре­ния и им­пуль­сы син­хро­ни­за­ции с той же час­то­той; уст­рой­ст­ва за­держ­ки и фор­ми­ро­ва­ния им­пуль­сов тре­буе­мой дли­тель­но­сти и фор­мы; уси­ли­тель и ат­те­нюа­тор. ГИ при­ме­ня­ют в ра­дио­ло­ка­ци­он­ной и вы­чис­лит. тех­ни­ке, а так­же при на­строй­ке и ис­пы­та­нии ра­дио­тех­нич., ра­дио­элек­трон­ной и элек­тро­из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ры. ГИ с точ­ной ус­та­нов­кой ам­пли­туд­ных и вре­менны́х па­ра­мет­ров им­пуль­сов ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве об­раз­цо­вых средств из­ме­ре­ний при по­вер­ке ос­цил­ло­гра­фов, им­пульс­ных вольт­мет­ров и др. из­ме­рит. при­бо­ров.

Ге­не­ра­то­ры шу­ма (ГШ) яв­ля­ют­ся ис­точ­ни­ка­ми слу­чай­но­го шу­мо­во­го сиг­на­ла с нор­ми­ро­ван­ны­ми ста­ти­стич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми. Осн. узел ГШ – пер­вич­ный ис­точ­ник шу­ма, в ка­че­ст­ве ко­то­ро­го в за­ви­си­мо­сти от диа­па­зо­на час­тот ис­поль­зу­ют­ся те­п­ло­вые шу­мы в ре­зи­сто­рах, шу­мы плаз­мы в ти­ра­тро­нах, га­зо­раз­ряд­ных ста­би­ли­тро­нах и др. Пер­вич­ный шум уси­ли­ва­ет­ся и пре­об­ра­зу­ет­ся в вы­ход­ной сиг­нал с за­дан­ны­ми па­ра­мет­ра­ми. Ат­те­нюа­тор на вы­хо­де ГШ по­зво­ля­ет ка­либ­ро­вать уро­вень шу­мо­во­го сиг­на­ла. ГШ при­ме­ня­ют­ся в осн. при на­строй­ке и по­вер­ке трак­тов свя­зи, ра­дио­ре­лей­ных ли­ний, а так­же в ка­че­ст­ве ка­либ­ро­ван­ных ис­точ­ни­ков мощ­но­сти при из­ме­ре­нии па­ра­мет­ров слу­чай­ных про­цес­сов (ат­мо­сфер­ных по­мех, шу­мов вне­зем­но­го про­ис­хо­ж­де­ния и др.).

Ге­не­ра­то­ры ка­чаю­щей­ся час­то­ты пред­став­ля­ют со­бой ге­не­ра­то­ры си­ну­сои­даль­ных элек­трич. ко­ле­ба­ний, час­то­та ко­то­рых ав­то­ма­ти­че­ски из­ме­ня­ет­ся во вре­ме­ни (ко­леб­лет­ся) по за­дан­но­му за­ко­ну. Обыч­но при­ме­ня­ют­ся в из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ре для ре­ги­ст­ра­ции ам­пли­туд­но-час­тот­ных и фа­зо­ча­стот­ных ха­рак­те­ри­стик эле­мен­тов СВЧ-уст­ройств и из­ме­ре­ния ко­эф. стоя­чей вол­ны, пол­но­го элек­трич. со­про­тив­ле­ния и др. как функ­ции час­то­ты.

Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли пре­ци­зи­он­ные И. г., вы­ра­ба­ты­ваю­щие вы­со­ко­ста­биль­ные сиг­на­лы про­из­воль­ной фор­мы (т. н. ге­не­ра­то­ры сиг­на­лов спец. фор­мы, ГССФ), дей­ст­вие ко­то­рых ос­но­ва­но на циф­ро­вом син­те­зе час­тот. Циф­ро­вой син­те­за­тор час­тот пред­став­ля­ет со­бой ге­не­ра­тор сту­пен­ча­тых ап­прок­си­ма­ций за­дан­ных функ­ций. Тактовая час­то­та ра­бо­ты ГССФ за­да­ёт­ся квар­це­вым ге­не­ра­то­ром. Сфор­ми­ро­ван­ные в фор­ми­ро­ва­те­ле ад­ре­са ко­до­вые сиг­на­лы по­да­ют­ся на за­по­ми­наю­щее уст­рой­ст­во (ЗУ), в ко­то­ром за­пи­са­ны ко­ды дис­крет­ных от­счё­тов за­дан­но­го сиг­на­ла. В ре­зуль­та­те по­сле­до­ват. оп­ро­са яче­ек ЗУ на его вы­хо­де по­яв­ля­ет­ся по­сле­до­ва­тель­ность циф­ро­вых сиг­на­лов, ко­то­рая с по­мо­щью циф­роа­на­ло­го­во­го пре­об­ра­зо­ва­те­ля пре­об­ра­зу­ет­ся в ана­ло­го­вый сиг­нал за­дан­ной фор­мы. Ра­бо­той ГССФ управ­ля­ет мик­ро­про­цес­сор. При­ме­не­ние мик­ро­про­цес­со­ра по­зво­ля­ет рас­ши­рить на­бор син­те­зи­руе­мых сиг­на­лов и кор­рек­ти­ро­вать па­ра­мет­ры сиг­на­ла, а так­же обес­пе­чи­ва­ет про­грамм­ное управ­ле­ние ра­бо­той ге­не­ра­то­ра.

9 Электронные приборы — СтудИзба

Лекция 7

Тема:-Электронные приборы

Генераторы

При наладке электронной аппаратуры и систем автоматики необходимо иметь источники напряжения управляемой амплитуды и формы выходного напряжения. К разряду стандартных испытательных сигналов относятся генераторы, формирующие следующие виды электрических сигналов:

1.            гармонический сигнал

2.            гармонический сигнал, модулированный гармоническим сигналом

3.            сигнал периодически изменяющейся (качающейся) частоты

4.            импульсные сигналы прямоугольной, треугольной, пилообразной формы

5.            сигналы специальной формы.

Рекомендуемые файлы

Управляемые генераторы могут являться составной частью электронной и управляющей аппаратуры, выполняя функции время задающих элементов.

-37-

Основные требования, предъявляемые к генераторам.

1.            работоспособность,

2.            надежность функционирования,

3.            стабильность параметров выходных сигналов (частоты, амплитуды, формы, выходного сопротивления),

4.            независимая регулировка параметров,

5.            жесткая выходная характеристика,

6.            удовлетворительные весовые, габаритные и эстетические характеристики.

Перечисленные требования означают следующее:

Работоспособность – способность генератора выполнять функцию формирования сигнала заданной формы во всех условиях работы.

Надежность – вероятность безотказной работы в течение заданного времени.

Стабильность – поддержание всех параметров формируемого генератором сигнала в течение заданного интервала времени в любых условиях работы, допускаемых техническими условиями, по которым прибор аттестован.

Независимость регулировки параметров выходных сигналов генератора расширяет область его применения.

Жесткость выходной характеристики – свойство генератора не изменять амплитуду, частоту и форму выходного сигнала при изменении выходного тока.

Удовлетворительные весовые и габаритные характеристики это вес и габариты прибора. Позволяют размещать прибор в системах ограниченного объема и передвижных установках.

Функциональная схема генератора

Генератор, формирующий сигналы одной формы можно представить функциональной схемой, показанной на Рис.1.

Рис.1. Структурная схема генератора электрических сигналов

На приведенной схеме тактовый генератор формирует последовательность периодического сигнала с частотой, устанавливаемой органом управления — «Задатчик частоты». Формирователь преобразует тактовые сигналы в сигнал требуемой формы. Усилитель обеспечивает необходимую амплитуду и мощность выходного сигнала. Значение требуемой амплитуды регулируется органом управления – «регулировка выходного напряжения. К выходу усилителя подключен формирователь выходного сопротивления генератора. Значение выходного сопротивления задается органом управления – «регулировка выходного сопротивления. Сигнал с генератора подключается к нагрузке с помощью выходного соединителя.

-38-

Тактовый генератор, как правило, является генератором с самовозбуждением. В основе такого генератора лежит усилитель, охваченный положительной обратной связью. Принцип действия генератора с самовозбуждением поясняется схемой Рис.2.

Рис.2. Структурная схема генератора с самовозбуждением.

На вход усилителя, имеющего коэффициент усиления k, поступает напряжение входного сигнала U_ВХ, усиливается им до напряжения U_ВЫХ = kU_Вх, и через сопротивление обратной связи Z_ОС вновь подается на вход усилителя. Сопротивление обратной связи ослабляет выходной

сигнал, поэтому на вход усилителя подается напряжение U_ос = U_ВЫХ = U_ВХ. После усиления выходной сигнал принимает значение – U_ВЫХ = kU_ВЫХ. Для того, чтобы это уравнение превратилось в тождество необходимо, выбрать параметры усилителя и сопротивления обратной связи, при которых  k = 1. Это одно из условий обеспечивающее постоянство амплитуды выходного сигнала. Условие необходимое, но не достаточное для формирования гармонического сигнала. Для получения гармоническогосигнала необходимо обеспечить сдвиг фаз сигнала обратной связи и входного сигнала определяемый из условия . Подробно о работе генераторов вы узнаете из курса электроники.

Рис. 3. Схема электрическая генератора синусоидальных колебаний с резонансным параллельным LC – контуром в цепи обратной связи.

Для формирования синусоидальных сигналов заданной частоты используются колебательные RC, LC — цепи и пьезоэлектрические элементы. RC — цепи в измерительных генераторах используются редко, так как обладают низкой стабильностью параметров формируемого сигнала. Резонансные LC – контуры имеют более высокую стабильность, особенно, в сочетании с пьезоэлектрическими элементами. Схема задающего генератора с резонансным LC – контуром приведена на Рис. 3.

Генератор работает следующим образом. При включении питания ключом Кл, по цепям генератора потекут токи, и на выходе усилителя К появится напряжение. По цепи обратной связи потечет ток I_з. Токи_{в параллельных ветвях контура Ic, IL сдвинуты по фазе друг относительно друга, что приводит к возникновению колебаний на собственной резонансной}

-39-

частоте контура  f_рез =. Часть напряжения, резонансного контура подается на вход усилителя. Коэффициент обратной связи  задается отношением индуктивностей катушек L₁,L₂. Для формирования сигнала синусоидальной формы необходимо обеспечить выполнение стандартных условий: —  и — . Настройка частоты генератора производится изменением номинальных значений емкости или индуктивности, составляющих резонансный контур. Современные операционные усилители имеют очень высокий коэффициент усиления —  К, поэтому удовлетворить первое требование не составляет труда. Для проведения точных (прецизионных) измерений стабильность простейших генераторов на базе колебательного контура недостаточна.

Генераторы на базе пъезо – кристаллов обладают высокой временной стабильностью (порядка 10^-6 Гц/сутки), что позволяет проводить измерения с высокой точностью. Схема такого генератора приведена на Рис.4.

Рис. 4. Схема электрическая генератора с кварцевой стабилизацией частоты.

Принцип работы генератора с кварцевой стабилизацией не отличается от принципа работы генератора с резонансным контуром. При включении напряжения питания на кварцевый кристалл подается перепад напряжения, который возбуждает механические колебания кварцевой пластины. Механические колебания кварцевого кристалла генерируют электрические колебания, которые подаются на вход усилителя –К. Резистор R – обеспечивает соблюдение амплитудного условия возбуждения незатухающих колебаний. Выбор частоты в данном случае определяется параметрами использованного кварцевого резонатора. Для подавления колебаний на более высоких частотах кристалл кварца шунтируется емкостью. Так как кварцевый резонатор имеет строго фиксированный набор гармонических колебаний кристаллической решетки, то плавная перестройка диапазона генерируемых частот гармонических сигналов в широком диапазоне невозможна, поэтому широкодиапазонные генераторы, стабилизированные кварцем, состоят из обычного LC –генератора, синхронизированного кварцем.

Генераторы прямоугольных импульсов равной длительности импульса и паузы (меандр) можно получить из генераторов синусоидальных сигналов, если увеличить коэффициент усиления усилителя. При этом нарушается равенство . Получив >>1, мы, за счет нелинейности передаточной характеристики усилителя, можем получить импульсы прямоугольной формы.

Схемы получения электрических сигналов любой другой формы более сложны, и, содержат дополнительные время задающие схемы.

В качестве примера реального генератора рассмотрим генератор сигналов специальной формы типа GFG 8216A, позволяющие получать на выходном сопротивлении 50 Ом синусоидальный, прямоугольный, треугольный сигналы, как без постоянной составляющей, так и с постоянной составляющей. Генератор позволяет получать сигналы с частотой от 0,3 Гц до 3

-40-

МГц. Весь диапазон частот разбит на 7 поддиапазонов с плавной перестройкой частоты внутри каждого. Выходное напряжение может изменяться от 0 до 10 В с грубой и плавной регулировкой. Выходное напряжение не контролируется встроенными приборами. Генератор имеет встроенный частотомер. Встроенный частотомер можно использовать для измерения частоты сигналов других источников. Размещение органов управления генератором показано на Рис.5.

Рис.5. Эскиз передней панели генератора сигналов специальной формы GFG-8216

Органы управления генератора.

1.            Дисплей встроенного частотомера.

2.            2,3, 9,….13 –кнопки выбора диапазона частоты. (13 -1 Гц, 12 -10 Гц, 11 -100Гц,

10 -1 кГц, 9 – 10 кГц. 3 – 100 кГц, 2 – 1 мГц)

3.            5,6,7,–кнопки выбора формы сигнала.

4.            8 – аттенюатор (ослабление входного сигнала на 20 дБ).

5.            4 – GATE –выбор времени счета встроенного частотомера.

6.            14–выключатель питания генератора.

7.            15 –потенциометр плавной настройки частоты в пределах выбранного диапазона.

8.            16 – выход сигнала прямоугольной формы с уровнями, совпадающими с требованиями логики ТТЛ.

9.            17 – DUTY – регулировка скважности сигналов прямоугольной формы.

10.        18 – переключатель уровня прямоугольного сигнала ТТЛ уровня на уровни КМОП.

11.        19 – дополнение выходного сигнала постоянной составляющей.

12.        20 – регулировка амплитуды выходных сигналов.

13.        21 — Выходной разъем генератора 

Структурная схема генератора приведена на Рис.6. Частота задается кнопочным переключателем (2..13) ступенчато и дополнительно потенциометром 15 (нумерация органов управления показана на Рис.5). Сигнал задающего генератора поступает на вход формирователя выходного сигнала заданной формы. Выбор формы выходного сигнала определяется переключателями (5,6,7). Сформированный сигнал с выхода формирователя передается на вход

-41-

Рис.6. Структурная схема частотомера

предварительного усилителя, имеющего регулировку коэффициента усиления (потенциометр 20), для получения на выходе генератора необходимого уровня выходного напряжения. Усилитель мощности УМ обеспечивает необходимую мощность выходного сигнала. Выходное сопротивление УМ равно 50 Ом на выходе (21) — “Output 50 Om”. Выходной сигнал на этом выходе может быть симметричным относительно общей шины или иметь смещение, регулируемое потенциометром (19) – смещение (offset). В структуру генератора включен частотомер, позволяющий контролировать частоту генерируемых сигналов. Встроенный частотомер можно использовать для измерения частоты сигнала, подаваемого на вход частотомера от внешнего источника сигналов. Входной разъем частотомера расположен на задней стенке прибора.

Основное содержание лекции:

— генераторы электрических сигналов,

— типовая структурная схема,

— варианты генераторов гармонических сигналов самовозбуждением,

— формирователи генераторов сигналов прямоугольной формы,

— рассмотрен генератор сигналов специальной формы типа GFG 8216A

Основная литература

Вместе с этой лекцией читают «Инструментальная музыка барокко».

1.      Паутов В.И., Секисов Ю.Н. Основы технических измерений. Конспект лекций. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2005. Электронная версия.

2.      Терешин Г.М. Радиоизмерения. М.: Энергоиздат, 1963.

3.      Гусев В.Г. Гусев Ю.Н. Электроника и микропроцессорная техника. М. ВШ.2005.

4.      Генераторы сигналов специальной фрмы GFG-8215A/8216A/8217A/8219A. GFG-8250A/8255A. Руководство по эксплуатации. М. 2004

5.      Измерение электрических и неэлектрических величин: Учеб.пособие для вузов. / Под ред. Н.Н.Евтихиева. М.: Энергоатомиздат, 1990.

Измерительные приборы (токовые клещи, мультиметры, тестеры, лазерные рулетки)

Изделия для измерения параметров электрического тока

Работы, связанные с электричеством, подразумевают наличие у специалиста хотя бы минимального набора электротехнических инструментов. Одна из разновидностей таких инструментов – измерительные приборы. Что они собой представляют? Для чего используются? Какие виды измерительных приборов понадобятся при работе?

В список наиболее популярных измерительных приборов можно отнести:

— токоизмерительные клещи;

— портативный и профессиональный мультиметр;

— тестер с генератором сигнала;

— измеритель емкости и индуктивности (RLS-метр).

Будет полезным рассмотреть назначение каждого из них. Для примера можно взять приборы, выпускаемые компанией Mastech.

Токоизмерительные клещи Mastech MS2000G. Это устройство дает возможность измерить несколько параметров. Это значение силы тока, величина напряжения, сопротивление, частота входящего сигнала и даже температура окружающей среды. Измерения предоставляются потребителю в виде числовых знаков. Также они выводятся на специальную шкалу. Ей, кстати, очень удобно пользоваться, если нужно измерить быстроменяющиеся параметры или сравнить результаты измерений с контрольным значением. Прибор обладает функцией сохранения измерений. Токоизмерительные клещи имеют звуковой пробник, с помощью которого можно проверить. Насколько хорошо соединены элементы схемы.

Портативный и профессиональный мультиметры Mastech. Портативный мультиметр – прибор, с помощью которого можно измерить значение постоянного и переменного напряжения, величину тока и сопротивления, частоту, уровень заполнения и даже температуру. Также с помощью мультиметра можно прозвонить цепь, протестировать диоды и прочее. Современные портативные мультиметры имеют встроенный компьютерный интерфейс. Эта особенность позволяет записывать и сохранять данные на компьютер.

Профессиональный мультиметр – прибор, который используется для среднеквадратических измерений значения напряжения и тока. Подобно портативному. Он имеет интерфейс ПК. Это устройство имеет высокую чувствительность, что позволяет получать максимально точные результаты измерений. Память мультиметра может хранить в себе до 30 значений.

Тестер с генератором сигнала Mastech. По-другому их называют трассоискателями. Эти приборы предназначены для поиска скрытой электропроводки или проверки работоспособности телефонной линии. Конструкция тестера состоит из двух частей: устройство передачи и устройство приема. Эти две части отвечают за поиск и проверку поврежденных проводов. Трассоискатель компании Mastech очень удобен в использовании. Он изготовлен из материалов высокого качества.

Измеритель емкости и индуктивности (RLC-метр) от Mastech. Это прибор измеряет емкость, индуктивность и сопротивление отдельных радиоэлементов и целых участков схем. Он отвечает всем требованиям, которые предъявляются к устройствам такого типа. Измеритель оснащен ЖК-дисплеем. Выбор пределов измеряемого параметра можно сделать вручную или запрограммировать. Устройство оснащено специальным портом, с помощью которого можно отправить данные на ПК.

Контрольно-измерительные приборы и оборудование в Москве

Компания «ЭТАЛОНПРИБОР» всегда стремиться сделать получение приобретенного у нас оборудования максимально быстрым и удобным для Вас, поэтому мы предлагаем любые удобные способы доставки продукции по всей территории РФ. На сегодняшний день Вы можете выбрать любой наиболее удобный способ из перечисленных ниже:

• Самовывоз со склада компании ЭТАЛОНПРИБОР
• Доставка через транспортную компанию «Деловые линии»
• Доставка экспресс — почтой «ПОНИ-ЭКСПРЕСС» до двери
• Доставка по Москве и области нашими экспедиторами и курьерами
• Доставка через транспортную компанию «ПЭК»
• Отправка посылкой с помощью Почты России
• Доставка через транспортную компанию покупателя

Доставка до терминала ТК «Деловые линии» осуществляется нами бесплатно. Во многих случаях мы предлагаем бесплатную доставку по России, об этом будет указано нашими менеджерами в счете на оплату, договоре или коммерческом предложении.
ЭТАЛОНПРИБОР – доставим Ваш груз в любую точку России!!!

Мы принимаем оплату по безналичному расчету, перечислением денежных средств на расчетный счет для юридических лиц, и банковским переводом для физических. Цены на поставляемые нами товар всегда ниже, чем у наших конкурентов. Мы всегда готовы сотрудничать на Ваших условиях и рассматриваем все предлагаемые варианты предоставления отсрочки оплаты, или частичной оплаты за нужный Вам товар.

В сервисном центре Центра Измерительной Техники «ЭТАЛОНПРИБОР» Вы можете осуществить гарантийный и не гарантийный платный ремонт, приобретенного у нас или в сторонних организациях измерительного оборудования. Высокий уровень квалификации наших инженеров, а также огромные, наработанные годами, хорошие отношения практически со всеми приборостроительными заводами РФ и стран бывшего СНГ, позволяют нам полностью удовлетворять потребностям в обслуживании всех существующих на рынке средств измерений.

На базе сервисного центра Центра Измерительной Техники «ЭТАЛОНПРИБОР» создана специальная метрологическая служба , предназначенная для метрологического обеспечения деятельности нашего предприятия. Здесь осуществляется входной и выходной контроль средств измерений и проверка после ремонта в сервисном центре нашей компании. Наша метрологическая лаборатория оснащена самой современной и высокоточной аппаратурой. Она позволяет наиболее эффективно и в кратчайшие сроки выявлять неисправности, а также проводить выходной контроль и калибровку после проведения ремонта.

Отличительной чертой Центра Измерительной Техники «ЭТАЛОНПРИБОР» является, огромный опыт в комплексных поставках измерительного оборудования производимого на всей территории Российской Федерации и в странах бывшего СНГ, а также в любой точке мира. Мы в кратчайшие сроки размещаем заказы на предприятиях-изготовителях, чтобы Ваши потребности в том или ином оборудовании были как можно скорее удовлетворены.

Центр Измерительной Техники «ЭТАЛОНПРИБОР» — одно из старейших предприятий, с богатейшим опытом подбора контрольно- измерительного оборудования и средств измерений. Наши специалисты готовы в любой отрасли производства, науки, промышленности, исследований, в режиме онлайн, сделать Вам именно то предложение, в котором Вы действительно нуждаетесь, исходя из Ваших технических требований к измерительной технике и Вашего бюджета.

Центр Измерительной Техники «ЭТАЛОНПРИБОР» имеет в своем арсенале более 20 000 наименований различных видов средств измерений и КИПиА. Мы действительно можем удовлетворить Ваши потребности в измерительной технике, так как предлагаем Вам приборы от лидеров производства в индустрии и всегда можем сделать более выгодное предложение, за счет огромного количества конкурентно-способного оборудования от изготовителей со всего мира. Свыше 200 торговых марок зарубежных производителей и Российских поставщиков котрольно-измерительного и электротехнического оборудования, предлагаемого нами, не оставят Вас равнодушными.

Список 21 электронного измерительного прибора

Электронные измерительные инструменты

Вы действительно собираетесь использовать мультиметр, осциллограф, токоизмерительные клещи, тестер конденсаторов и т. Д., Которые классифицируются как электронные измерительные приборы, когда ваша работа связана с миром электроники.

Некоторые из основных принципов работы электронного измерительного прибора заключаются в отправке или создании сигналов для стимуляции и получения откликов электронных компонентов или схем при определенных тестах. Таким образом, измерительные устройства могут обнаруживать неисправности и неисправности.Это напоминает нам о том, как работают осциллограф, трассировщик проводов, подземный локатор и т. Д.

Измерительные инструменты, такие как омметр, тестер емкости и т. Д., Не нуждаются в стимулировании сигналов. Операторам нужно только подвести зонд к измеряемому объекту и получить результаты считывания.

Будь то повседневная или даже крупная промышленность, разговор о списке электронных измерительных инструментов дает нам понять, каковы они на самом деле. Здесь мы рассмотрим 21 электронный измерительный прибор, который мы обычно используем в электронном мире.

9002 1 9 0013 Определение наличия электричества

Название	Функция
Мультиметр	Измеряет напряжение, ток и сопротивление
Амперметр	Измеряет ток
Вольтметр	Измеряет напряжение
Омметр	Измеряет сопротивление
Клещи	Измеряет ток
Генератор функций	Генерирует электронные сигналы
Измеритель LCR	Измеряет индуктивность, емкость и сопротивление
Тестер конденсатора	Измеряет емкость
Измеритель СОЭ	Измеряет эквивалентное последовательное сопротивление
Осциллограф	Графически отображает сигналы напряжения или тока
Частотомер	Измеряет частоту
Измеритель ЭДС	Измеряет электромагнитные поля переменного тока
Гауссметр	Измеряет поля постоянного тока
Анализатор спектра	Измеряет амплитуду входного сигнала относительно частоты в полном диапазоне частот
Логический анализатор	Дисплеи и фиксирует несколько сигналов цифровой схемы
Тестер транзисторов	Проверить электрические характеристики полупроводниковых диодов и транзисторов
Тестер USB	Проверить работоспособность портов USB и проводку
Мультиметр USB	Проверка функции USB-порта, измерение напряжения и тока
Устройство для отслеживания проводов	Помощь для обнаружения находящихся под напряжением и обесточенных проводов, труб и кабелей
Тестер непрерывности	Проверка возможности подключения всей цепи
Контрольная лампа
Анализатор цепей	Измеряет параметры сети в электрических сетях

Список из 21 электронного измерительного прибора

В следующей таблице перечислены все функции электронных измерительных приборов, которые вы собираетесь использовать читать.

1. Мультиметр

Цифровой мультиметр

Мультиметр — самый популярный электронный измерительный прибор, в котором несколько функций измерения включены в один комплект. Обычный мультиметр, по крайней мере, может измерять ток, напряжение и сопротивление. По дисплею можно было понять, что на рынке доступны два типа мультиметров. Они бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговый тип использует иглу в качестве движущегося указателя для отображения показаний измерения.Для сравнения, в цифровом типе используется цифровой дисплей, который в основном представлен на ЖК-дисплее с семисегментным символьным типом.

Помимо аспекта отображения, процедура считывания аналогового типа требует дополнительных действий пользователя для получения считываемого значения. От пользователя требуется выполнение таких вычислений, как умножение и деление, чтобы получить фактическое значение. Между тем, цифровой шрифт сразу показывает показания без каких-либо ручных математических вычислений.

Еще одна функция, которая может присутствовать в мультиметре, — это проверка целостности цепи.От пользователя требуется только поставить датчик на первый конец, а другой датчик — на другой конец. Как индикатор, зуммер издаст звук, если цепь подключена. Некоторые мультиметры также имеют функцию проверки контактов транзистора. Люди часто ошибочно принимают положение ножек транзисторов. Мультиметр может помочь определить, какие контакты являются коллекторными, базовыми или эмиттерными.

2. Амперметр

Амперметр (амперметр) — это электронный измерительный прибор, который особенно используется для измерения силы тока.Для проведения измерения обязательно последовательно подключить прибор к цепи, в которой будет измеряться ток. Большинство амперметров имеют действительно низкое внутреннее сопротивление, поэтому в цепи не произойдет значительного падения напряжения.

В зависимости от диапазона измерения амперметр можно разделить на милиамперметры, микроамперметры или пикоамперметры. По мере развития технологий амперметр, изначально представленный аналоговым дисплеем, также был разработан с функцией цифрового дисплея.

3. Вольтметр

Как следует из названия, функция этого прибора заключается в точном измерении напряжения. Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Чтобы использовать вольтметр, пользователь должен подключить прибор и две измеряемые точки в параллельной конфигурации. Типичные вольтметры должны иметь высокое внутреннее сопротивление. Связь между параллельным подключением и высоким сопротивлением такова, что он потребляет наименьший ток из цепи.

Как и амперметр, вольтметр по дисплею делится на два типа: аналоговый и цифровой. Аналоговый вольтметр использует стрелку в качестве указателя по шкале. С другой стороны, цифровой вольтметр использует цифровой дисплей, например ЖК-дисплей, для отображения показаний напряжения. Считывание производится с помощью аналого-цифрового преобразователя.

4. Омметр

Этот прибор предназначен для измерения сопротивления в целом. Для измерения низкого сопротивления правый омметр называется микроомметром.В то время как для измерения высокого сопротивления вам нужно использовать мегомметр, также называемый мегомметром. При разработке омметр был разработан так же, как аналоговый вольтметр или амперметр, в котором в качестве указателя использовалась стрелка. Позже оцифровка также влияет на конструкцию омметра, называемого цифровым омметром. Обычно внутри него находится электронная схема для подачи постоянного тока на резистор и еще одна схема для измерения напряжения на нем. Затем преобразование выполняется аналого-цифровым преобразователем для разделения напряжения и тока, как гласит закон Ома.

Для проведения точных измерений низкого сопротивления необходим прецизионный омметр. Он должен иметь четыре клеммы, которые называются контактами Кельвина. Метод измерения с четырьмя выводами называется зондированием Кельвина.

5. Токоизмерительные клещи

Токоизмерительные клещи — это прибор для измерения тока. Это комбинация базового цифрового мультиметра и датчика тока. Метод измерения тока, обеспечиваемый токоизмерительными клещами, отличается от обычного амперметра.Чтобы измерить ток с его помощью, инженерам или пользователям нужно только зажать клещи вокруг провода, кабеля или других проводников электрической цепи без необходимости отсоединять или настраивать его на размыкание.

Первоначально он работал как одноцелевой тестовый инструмент. С другой стороны, современные токоизмерительные клещи уже имеют больше функций измерения. Даже сегодня большая часть из них уже включает в себя основные функции цифрового мультиметра, такие как измерение напряжения, сопротивления и целостности цепи.

Два фактора, которые делают токоизмерительные клещи весьма популярными: безопасность и удобство.Раньше требовалось отключить цепь и последовательно подключить амперметр для измерения тока. Напротив, токоизмерительные клещи не нуждаются в таком методе из-за наличия шарнирных губок. Другая причина в том, что нет необходимости отключать цепь для измерения тока.

6. Функциональный генератор

Функциональный генератор — это электронный тестовый инструмент, обычно используемый для генерации различных электрических сигналов с различными частотами в широком диапазоне. Обычно с помощью функционального генератора генерируются сигналы прямоугольной формы, синусоидальной, треугольной и пилообразной волны.Они могут быть однократными или повторяющимися. Формы создаваемых сигналов отличаются от генераторов РЧ-сигналов или генераторов аудиосигналов, которые обычно генерируют синусоидальную волну.

Мы можем установить частоту по шкале, которая уже определена производителем. Помимо частоты, мы также можем выбрать форму волны, смещение постоянного тока и рабочий цикл. Смещение постоянного тока используется для преобразования среднего напряжения сигнала относительно земли или 0 В. Между тем, рабочий цикл сравнивает состояние сигнала «ВКЛ» и состояние сигнала «ВЫКЛ».

На рынке доступно несколько типов функциональных генераторов. Аналоговый функциональный генератор — это тип, который был разработан еще в 1950-х годах. Несмотря на то, что используемые технологии все еще были ограничены, они были дешевыми, легкими и простыми в использовании. Генератор цифровых функций оптимизирует цифровую технологию для генерации сигналов. Формы сигналов имеют высокую точность и стабильность. При таком качестве его цена выше, чем у аналогового типа, а порядок эксплуатации более сложный.Генератор функции развертки имеет возможность, называемую «разверткой» для частоты.

7. Измеритель LCR

LCR обозначает индуктивность, емкость и сопротивление. Таким образом, измеритель LCR используется для измерения индуктивности, емкости и сопротивления определенного тестируемого устройства или цепи. Тот факт, что он выполняет три функции в одном измерительном блоке, делает его действительно полезным для инженеров-электриков.

Для работы тестируемое устройство (ИУ) должно питаться от источника переменного напряжения.Затем прибор измеряет напряжение и ток ИУ. Импеданс можно определить по этим соотношениям (измеренное напряжение и ток). Типичный измеритель LCR применим к тестовым компонентам, таким как многослойные керамические конденсаторы (MLCC), электролитические конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, RFID и пьезоэлектрические элементы.

8. Тестер конденсаторов

Конденсаторный измеритель используется для измерения емкости. Он также может отображать только емкость, утечку, эквивалентное последовательное сопротивление и индуктивность.Метод измерения емкости заключается в том, что нужно отключить конденсатор от цепи.

Основным принципом измерения емкости является зарядка тестируемого конденсатора, а затем его разряд известным током. Следующим шагом является измерение скорости нарастания результирующего напряжения. Чем медленнее скорость нарастания, тем больше емкость.

Дополнительная литература: 10 лучших обзоров тестеров конденсаторов

9. ESR Meter

Он используется в основном для измерения эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора.При использовании этого измерителя нет необходимости отключать конденсатор от цепи.

Есть веская причина для необходимости использовать измеритель СОЭ. Приведем вам пример. Электролитический конденсатор (elco) изготовлен из электролитической жидкости. Со временем его мощность обязательно уменьшится. Как следствие, elco также будет резистивным. Этот «засохший» elco скоро будет вызывать различные проблемы с таким устройством, как телевизор. В большинстве случаев техническим специалистам сложно решить проблемы с помощью обычного измерительного инструмента.Здесь свою роль играет измеритель СОЭ. Просто измеритель ESR действует так же, как омметр для резисторов. В то время как омметр использует постоянный ток, измеритель ESR работает с использованием переменного тока.

10. Осциллограф

Аналоговый осциллограф

В то время как обычный мультиметр измеряет только напряжение, ток и значение сопротивления, осциллограф может предоставить вам больше информации о напряжении и токе, в том числе в графическом виде. Затем с этих дисплеев можно получить данные об амплитуде, частоте, времени нарастания, временном интервале и искажениях.

Для работы с ним пользователь должен подключить датчик к одной точке цепи или компонента, а другой датчик — к земле.

До сих пор существует два типа осциллографов: электронно-лучевые (CRO) и цифровые запоминающие устройства (DSO). Электронно-лучевые приборы — это более старый тип, который имеет меньше функций, чем тип цифрового накопителя. Цифровой тип, известный как современный тип, имеет более богатые возможности, которые делают пользователям более удобными при его использовании. Например, современная модель позволяет сохранять захваченные осциллограммы на флэш-диск через USB-соединение.

Дополнительная литература: 10 лучших обзоров лучших осциллографов

11. Частотомер

Частотомер используется для измерения количества циклов колебаний полного электронного сигнала. Использование частотомера крайне необходимо в различных областях для измерения частоты повторяющихся сигналов и времени между фронтами цифровых сигналов.

На рынке доступно несколько видов частотомеров. Стендовый частотомер является наиболее часто используемым сообществом для электронного испытательного оборудования.Бывает время, когда нужен частотомер в формате PXI. Тип PXI имеет лучшую совместимость для измерения и автоматизации благодаря своей высокой производительности и стоечной системе. Пользователи частотомера не всегда работают в лаборатории. Некоторые работают на улице или в поле. Инженеры считают, что для полевых работ лучше всего использовать портативный частотомер. Некоторые цифровые мультиметры также включают функцию частотомера. Однако большинство из них относительно просты и далеки от типичного частотомера.Панельный измеритель — это тип частотомера, предусмотренный в модулях для панельного монтажа. Такой тип монтажа позволяет интегрировать их с большим набором оборудования.

12. Измеритель ЭДС

Измеритель ЭДС

Для измерения окружающих электромагнитных полей необходимый нам измеритель называется измерителем ЭДС. На практике измеритель ЭДС — это в основном датчики или зонды. Электромагнитное поле, измеряемое измерителем ЭДС, создается переменным током (AC). Основная цель использования измерителя ЭДС — обнаружение проблем в линиях электропередач и электропроводке.

Основной принцип его работы заключается в измерении изменений электромагнитных потоков в поле. Таким образом можно провести диагностику электропроводки и линий электропередач. Есть два разных типа измерителей ЭДС. Одноосный измеритель используется для измерения напряженности электромагнитного поля только в одном направлении за определенное время. Чтобы получить наилучшее измерение, пользователь должен выполнять измерения в различных ориентациях, чтобы получить максимальное количество показаний. Трехосевой измеритель измеряет электромагнитное поле по трем одноосным (x, y и z) и вычисляет их для получения результирующего показания.

Ищете измеритель ЭДС или детектор для измерения излучения? Получите список из 10 лучших обзоров измерителей ЭДС.

13. Gaussmeter

Электромагнитные поля генерируются двумя способами. Это может быть постоянный и переменный ток. В то время как измеритель ЭДС измеряет электромагнитные поля переменного тока, гауссметр предназначен для измерения электромагнитных полей постоянного тока. Единицы измерения, используемые гауссметром для измерения электромагнитного поля, — это Гаусс (G), милигаусс (мГс), милиТесла (мТл) или микротесла (мкТл).Большинство доступных продуктов имеют простой дизайн, что облегчает пользователям выполнение измерений.

Есть два типа гауссметров. Тип вектора полезен для измерения направления магнитного поля вокруг оборудования. С другой стороны, скалярный измеритель используется для измерения величины магнитного поля вокруг испытательного инструмента.

Дальнейший поиск: 10 лучших обзоров гауссметров

14. Анализатор спектра

Анализатор спектра

Основная функция этого прибора заключается в измерении амплитуды входного сигнала относительно частоты во всем диапазоне частот прибора.С этого момента можно измерить мощность как известного, так и неизвестного спектра. Реальное применение анализатора спектра варьируется от базового предварительного теста на соответствие требованиям электромагнитной совместимости, занимаемой полосы частот и источников помех, частотной характеристики, характеристик шума и искажений в радиочастотных схемах.

В зависимости от архитектуры анализаторы спектра делятся на три типа.

1. Анализатор спектра со свипированием . Это более старая архитектура, которая отлично подходит для наблюдения за статическими сигналами.Он обеспечивает широкий динамический диапазон для расчета амплитуды. Обратной стороной является возможность вычислить амплитуду только на одной частоте за один раз.
2. Векторный анализатор сигналов . Он в основном используется для анализа сигналов с цифровой модуляцией. Причина в том, что он предоставляет информацию как об амплитуде, так и о фазе. Его недостатками являются ограничение анализа переходных процессов, выделение слабых сигналов, вызванных существованием более сильных сигналов, и сигналов, частота которых изменяется, но не амплитуда.
3. Анализатор спектра в реальном времени . Это высокоскоростной диагностический инструмент, использующий технологию быстрого преобразования Фурье (БПФ) для анализа сигналов, что делает его более мощным и способным покрыть неспособность старой модели анализатора спектра. Используя RTSA (анализатор спектра в реальном времени), можно обнаружить небольшой суженный сигнал и не пропустить пропуски для сканирования благодаря его высокоскоростному измерению.

15. Логический анализатор

Логический анализатор — это тестовый прибор для мониторинга и исследования множества сигналов от тестируемой цифровой или логической схемы.Разработка первого логического анализатора была нужна в основном для отладки и поиска неисправностей в микропроцессорных системах. Между тем, в 80-е годы нынешний осциллограф не обладал такой способностью обеспечивать подходящие уровни функциональности. Типичный логический анализатор имеет некоторые характеристики, такие как наличие нескольких каналов, отображение логических состояний во времени и отсутствие отображения аналоговой информации.

Пока его разработка все еще продолжается, на данный момент существует три основных типа логических анализаторов.Модульный тип — это типичный логический анализатор, который обеспечивает высочайший уровень функциональности. Между тем, портативный тип — подходящая модель для тех, кто ограничен в бюджетах и ​​остро нуждается в полевом обслуживании. Последний тип — это модель на базе ПК, которая подключается через USB и Ethernet. Эта модель может снизить общую стоимость системы и обеспечить высокий уровень производительности.

16. Тестер транзисторов

Тестер транзисторов — это тестовый прибор для определения электрического поведения твердотельных диодов и транзисторов.На практике существует три основных типа тестеров транзисторов.

Первый — тестер цепей. Этот тип используется для проверки транзистора внутри схемы, чтобы определить, не работает ли он уже. Использование этого типа требует, чтобы пользователь не удалял транзистор из схемы.

Тестер второго типа выполняет три вида проверок: усиление транзистора, ток утечки и тест короткого замыкания.

Последний тип — лабораторный стандартный тестер. В основном он используется для измерения параметров транзисторов в различных условиях эксплуатации.Измеряемые характеристики: ток коллектора с открытым эмиттером, общий эмиттер и входное сопротивление.

17. USB-тестер

Люди в основном используют этот прибор для проверки USB-соединений, чтобы найти проблемы с портами, телефонами, кабелями или зарядными устройствами. Он предназначен для дома, авто и офиса. По размерам USB-тестер — компактная модель, которая помещается в кармане. Таким образом, это сделает его удобным и простым в использовании.

Типичный USB-тестер использует цвет светодиода в качестве индикатора или состояния.Желтый цвет означает наличие переменного напряжения, красный — обратная полярность, зеленый — порт исправен и не светится — порт не работает.

18. USB-мультиметр

USB-тестер

USB-мультиметр по размеру почти такой же маленький, как USB-тестер. Сходство между ними заключается в том, что оба можно проверить и подтвердить функцию USB-порта. Однако тестер USB использует светодиод в качестве индикатора. Между тем, USB-мультиметр имеет небольшой экран для отображения напряжения, тока и других измерений, таких как скорость зарядки, оставшееся время зарядки, потребление энергии и т. Д.

Фактически, вы можете назвать их USB-метром. Более того, когда вы выполняете поиск в Интернете, пытаясь приобрести новый USB-тестер, в результатах поиска отображаются USB-мультиметры. Люди могут в конечном итоге купить USB-мультиметр, даже если они на самом деле ищут USB-тестер. Это не проблема, потому что USB-мультиметр выполняет основные функции USB-тестера, и он дает больше, в то время как цена не ограбляет покупателей.

19. Устройство для отслеживания проводов

Устройство для отслеживания проводов используется и предназначено для обнаружения проводов в труднодоступных или невидимых для глаз местах.Это поможет вам сэкономить много времени на поиск неисправного провода. В результате неисправный провод, закопанный в стене, земле и т. Д., Можно быстро отремонтировать.

Есть два типа трассировщиков проводов. Активное отслеживание отлично подходит для пользователей, которым необходимо точно определить определенные трубы, линии и кабели. Его принцип работы заключается в том, что устройство будет излучать сигнал путем непосредственного присоединения к испытуемому или для удобного размещения на земле. С другой стороны, пассивное отслеживание выполняется, когда на целевую линию уже подано электричество.Затем он определяет мощность сигнала в определенной области.

Обычный трассировщик проволоки в основном служит долго. Таким образом, это хорошее вложение для вас. Причем цена невысокая. Однако, если вы приобретете модель, предназначенную для подземных проводов или кабелей, цена может резко возрасти в зависимости от предоставляемых ею функций.

20. Тестер целостности цепи

Основная функция этого тестового прибора — проверка возможности подключения цепи. Это устройство, работающее от батареек.Он оснащен зондом на одном конце и шнуром (зонд типа аллигатора или другой зонд). Свет на его теле загорится, когда вы соедините их вместе.

Для работы тестируемое устройство или цепь должны быть выключены или отключены от источника питания. В реальных условиях тестер непрерывности отлично подходит для проверки правильности работы проводки или схемы лампы. Кроме того, люди также могут использовать его для обнаружения коротких замыканий. Это не дорого и безусловно полезно для тех, кто хочет провести электромонтажные работы в некоторых домах с точки зрения цены.

21. Контрольная лампа

Контрольная лампа — это электронное контрольно-измерительное оборудование, которое в основном используется для определения наличия электричества в испытуемом устройстве. Он требует меньших затрат и более прост, чем обычный мультиметр. Контрольная лампа хорошего дизайна должна защищать пользователя от возможного поражения электрическим током.

Контрольную лампу можно подключить с помощью одного или двух проводов. Принцип работы действительно прост. Контрольная лампа включает лампу (лампочку) при наличии электричества. Технические специалисты чаще всего используют его как часть процедур безопасности при техническом обслуживании электрооборудования.

Современные контрольные лампы имеют индикацию напряжения, что является большим дополнительным преимуществом.

22. Сетевой анализатор

Этот измерительный инструмент позволяет пользователям наблюдать за параметрами сети в электрической сети. S-параметры наиболее часто измеряются этим прибором, поскольку их легче измерить на высокой частоте.

Причина, по которой нам необходимо анализировать сеть, состоит в том, чтобы позволить нам произвести характеристику, зная отклик сети через анализатор РЧ сети.

Существует три типа анализаторов цепей. Скалярный тип просто измеряет амплитуду ВЧ устройства. Векторный тип измеряет как амплитуду, так и фазу. Последний тип, большой сигнал, является эксклюзивным типом, который исследует параметры устройства в условиях сильного сигнала.

Между анализаторами цепей и анализаторами спектра есть некоторые различия. Первое отличие состоит в том, что анализаторы цепей отправляют сигнал и анализируют устройство, которое его получает. С другой стороны, анализаторы спектра анализируют только приложенный сигнал.

Кроме того, анализатор цепей состоит из множества приемников и источника-приемника для измерения широкополосной частоты методом качающейся мощности и частоты. Таким образом, его измерение более точное, чем анализатор спектра. С другой стороны, анализатор спектра измеряет только параметр сигнала, а не устройство. Анализатор спектра обладает большей гибкостью, позволяя выполнять полный спектр анализа сигналов. Анализатор цепей измеряет отражение, вносимые потери, S-параметры, обратные потери и передачу, что связано с измерением компонентов устройства.Анализатор спектра измеряет гармоники шума и уровень мощности.

Также есть разница в полезности. Анализатор цепей используется в лабораториях проектирования радиочастот. Это позволяет дизайнерам понять многие функции и характеристики. Из-за высокой цены не используется в производстве. Анализатор спектра в основном используется для проверки цепи электронного фильтра. Он уже оснащен следящим генератором для использования скалярного тестирования компонентов без измерения фазы.

Заключение

Описание каждого электронного измерительного прибора действительно занимает много времени.Тем не менее, мы смещаем акцент на обобщение всей информации о них. Таким образом, сводные разделы существуют внутри этой статьи. Все, что описано выше, является общепринятым в электронных измерениях.

Мы собираем информацию с помощью нашего реального опыта, знаний и некоторых надежных сайтов в Интернете. Мы очень надеемся, что эта статья поможет читателям улучшить свои знания и навыки в области электронных измерений.

Инструменты для диагностики генераторов | Переносные счетчики

Электрическая / электронная диагностика Усовершенствованные генераторы энергии представляют собой законченную интегрированную систему.Операционным программным обеспечением двигателя можно управлять с помощью команд системного контроллера, например контроллера Cummins PCC. Технические специалисты используют различные электрические / электронные диагностические инструменты для тестирования и устранения неисправностей в системах выработки электроэнергии.

Мультиметры, мегомметры и клещи — вот некоторые из необходимых портативных диагностических инструментов. Портативные тестеры банка нагрузки обеспечивают внешнюю нагрузку для точного тестирования генератора под контролируемой нагрузкой. Программное обеспечение производителя устанавливается на сервисные инструменты (портативные компьютеры) для связи с системами управления генератором.

В этой статье содержится информация о функциях и типичных применениях как портативных устройств, так и программных диагностических инструментов. Компания Generator Source всегда предлагает использовать квалифицированного специалиста по генераторам, лицензированного коммерческого электрика или подрядчика по электрике при работе с любым электрическим оборудованием.

Переносные счетчики

Мультиметр Мультиметры — один из наиболее распространенных инструментов, которые наши специалисты по энергетике используют ежедневно.Эти измерители используются для проверки обрывов, коротких замыканий, заземления в цепи и многого другого. Выбор сопротивления, напряжения и силы тока является обычным. Ранние мультиметры были аналоговыми, и стрелка перемещалась по шкале. Современные мультиметры — это цифровой многофункциональный электронный тестовый инструмент с множеством возможностей.

Испытания напряжения проводятся без отключения цепи. Однако проверка силы тока немного сложнее, потому что цепь должна быть проложена через мультиметр. При снятии показаний сопротивления проводники и катушки отключаются от цепи.Характеристики обмотки статора генератора определяют сопротивление отдельной катушки. Если сопротивление катушки выше указанного, генератор необходимо заменить или отремонтировать. Сопротивление между отдельными катушками должно быть бесконечным (OL).

Мультиметр — незаменимый прибор для выездных технических специалистов. Это наиболее востребованный инструмент в арсенале технических специалистов.

Существует множество адаптеров для увеличения возможностей счетчика. Вот несколько примеров:

• Токоизмерительные клещи — Оснащает стандартный мультиметр с токоизмерительными клещами
• Индуктивный датчик / внешний пусковой механизм — позволяет техническому специалисту измерять число оборотов в минуту (об / мин)
• Модуль давления и вакуума — добавляет цифровые показания вакуума и давления в мультиметр
• Встроенный датчик температуры — позволяет мультиметру измерять температуру

Есть много дополнительных аксессуаров для мультиметров.Для получения дополнительной информации об одном из самых популярных производителей мультиметров посетите веб-сайт FLUKE.

Амперметр накладной Клещи-амперметры переменного тока имеют две губки из феррита или мягкого железа, намотанные проволокой. Зажимы открываются и закрываются вокруг проводника. Когда электрический ток течет по проводнику, создается магнитное поле. Магнитное поле колеблется пропорционально нагрузке. Трансформатор тока внутри измерителя преобразует колебания поля в показания силы переменного тока.Токоизмерительные клещи

постоянного тока сконструированы с датчиками холла. Постоянный ток протекает с фиксированной полярностью, и магнитное поле вокруг проводника не изменяется. Зажимы зажимаются вокруг проводника. Поток с фиксированной полярностью создает небольшое напряжение. Датчики на эффекте Холла амперметра переводят напряжение в значение силы постоянного тока.

Причина срабатывания выключателя может быть длительной и трудной для решения. После того, как проблемы с коротким замыканием были устранены, амперметр позволяет технику быстро определить, является ли это неисправным выключателем или состоянием перегрузки цепи.Для получения дополнительной информации о токоизмерительных клещах посетите веб-сайт AMPROBE.

Мегомметр Иногда это называют тестированием мегомметром и рекламируют как тестер изоляции. Тепло генерируется, когда электричество течет через провод или катушку. Изоляция может выйти из строя из-за чрезмерного нагрева или времени. Мегомметр пропускает высокое напряжение и низкий ток через провод или катушку. Общее практическое правило гласит, что изоляция приемлема при показаниях более 1 мегаом.Генераторы необходимо заменять с изношенной или поврежденной изоляцией обмотки статора. Любой провод в системе управления, имеющий тепловое повреждение изоляции, следует проверить и заменить. Для получения дополнительной информации о тестерах изоляции, подобных одному из показанных справа, посетите эту страницу Amprobe Resistance Tester.

Системы с цифровым управлением Система выработки электроэнергии (например, дизельный генератор) может быть разбита на три основных компонента:

• Prime Mover — Двигатель и связанные с ним вспомогательные системы.
• Генератор — производит электричество. Также называется концом генератора. Частота определяется скоростью вращения. Выходное напряжение в зависимости от конфигурации статора.
Система управления
• — связывает двигатель с генератором переменного тока в зависимости от нагрузки.

Система управления построена в конфигурации с программируемым логическим управлением (ПЛК). Источник питания преобразует питание панели ввода переменного тока и преобразует его в постоянный ток для использования центральным процессором (ЦП). ЦП принимает входные данные и передает выходные данные через часть ввода-вывода.Вход и выход — это сигналы постоянного тока низкого напряжения. Эти сигналы могут поступать так быстро, что обычные портативные измерители не могут измерить переход.

ЦП получает входные данные от системы, вычисляет соответствующие выходные данные и распределяет соответствующие компоненты. Входные данные поступают от таких компонентов, как; датчики температуры, датчики скорости и датчики давления. Выходы отправляются таким компонентам, как; Светоизлучающие диоды (LED), пожарная сигнализация форсунок и внутренние системные реле.

Устранение неисправностей, ремонт, тестирование и мониторинг этих передовых систем с помощью стандартных портативных счетчиков практически невозможно.Панель управления показывает ошибки и отклонения в рабочем состоянии. Некоторые из них содержат краткие инструкции по устранению неполадок. Многие производители предлагают в качестве опции электронный сервисный инструмент. Технические специалисты могут получить доступ к контроллеру для тестирования, истории и подробных рабочих параметров. Для получения информации о РСС Cummins перейдите к Принадлежности для органов управления генераторной установкой.

При поиске и устранении неисправностей сложных систем часто используются электронные сервисные инструменты и портативные счетчики. Пример этого приведен ниже:

Генератор отключается во время нормальной работы.Техник обращается к контроллеру, и три из пяти форсунок имеют аварийные состояния. Имеются как аварийный сигнал обрыва цепи, так и аварийный сигнал короткого замыкания. Программное обеспечение не может определить точную причину. Выход из ЦП отключен, и тесты сопротивления поддерживают сигналы тревоги. При осмотре жгутов форсунок обнаруживается расплавленный жгут из-за неисправной подвески. Замена жгута форсунок, проверка агрегата.

Наши технические специалисты хорошо разбираются в процедурах поиска и устранения неисправностей и использовании электронных инструментов.Свяжитесь с нами, если возникнут какие-либо вопросы или потребности в обслуживании генератора.

>> Вернуться к статьям и информации <<

Электрогенератор | инструмент | Британника

Полная статья

Электрогенератор , также называемый динамомашиной , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Частной формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате получится одна и та же форма. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор элементарного генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° из положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Роторная конструкция генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которая охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

6.4 Электрические измерительные приборы — знакомство с электричеством, магнетизмом и схемами

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
• Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
• Опишите использование омметра

Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметры , измеряют напряжение, амперметры, измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами (рисунок 6.4.1). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

(рисунок 6.4.1)

Рисунок 6.4.1. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый соответственно) в этом Volkswagen 1996 года выпуска представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Для измерения тока через устройство или компонент амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом.Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 6.4.2, где амперметр обозначен символом A.)

(рисунок 6.4.2)

Рисунок 6.4.2 (a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, подключенных последовательно к батарее, один амперметр подключается последовательно с двумя резисторами, потому что ток через два резистора в ряд. (b) Когда два резистора соединены параллельно с батареей, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 6.4.3, где вольтметр обозначен символом V.)

(рисунок 6.4.3)

Рисунок 6.4.3. Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) устанавливается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения.Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе (рисунок 6.4.4). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка, тогда как высокоточные вольтметры имеют сопротивление порядка. Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

(рисунок 6.4.4)

Рисунок 6.4.4 (a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения. (b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (кредит а и б: Джозеф Дж. Траут)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток.Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле, с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу. Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. Для вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение как серию цифр и, которые используются для запуска цифрового дисплея.Большинство аналоговых счетчиков было заменено цифровыми.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.8

---

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства. Работа омметра основана на законе Ома.Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения силы тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте. В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома, где известно напряжение и измеряется ток, либо известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент CC, особая атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]. Получено из : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Атрибуция

из 5 генераторов сигналов, какие из них подходят для вашего проекта?

Тестирование продукта и отладка программного обеспечения — две самые большие проблемы, с которыми сталкиваются инженеры по встроенным системам при создании нового продукта. Чтобы упростить процесс, разработчики встроенных систем должны вкладывать средства в различные типы оборудования для тестирования электроники, которое обеспечивает четкую и краткую обратную связь и дает представление о характеристиках продукта.Логические анализаторы и анализаторы протоколов — два из самых популярных инструментов отладки для встроенных систем, но есть еще один универсальный инструмент, который можно развернуть в различных приложениях для тестирования электроники: генератор сигналов.

Генератор сигналов — это диагностическое испытательное устройство для электронных систем, которое функционирует путем выработки электрического сигнала в соответствии с требованиями пользователя. Существует много видов генераторов сигналов — всего пять — каждый из которых предлагает уникальные преимущества и приложения, основанные на его возможностях генерировать сигналы с различными характеристиками.В этой статье мы рассмотрим, что такое генераторы сигналов и как они используются для измерения производительности электронных продуктов.

Что такое генератор сигналов?

Генератор сигналов — это электронное устройство, которое генерирует аналоговые или цифровые электронные сигналы. Сигнал, создаваемый генератором сигналов, может быть откалиброван в соответствии с требованиями пользователя и отрегулирован на основе его частоты, импеданса, формы волны, модуляции и выходного напряжения.Генераторы сигналов используются для тестирования электронных устройств и инструментов в различных приложениях, поэтому существует несколько различных типов генераторов сигналов:

Генераторы

Электронный генератор классифицируется как генератор сигналов. Он генерирует периодический колеблющийся низкочастотный электронный сигнал, который может быть аналоговым или цифровым (синусоидальный сигнал или прямоугольный сигнал). Осцилляторы — типичный компонент процессорных микросхем или микроконтроллеров, где они обеспечивают синхронизацию цифровых устройств.

Стандартные генераторы сигналов

Стандартные генераторы сигналов часто используются для измерения функциональных свойств и характеристик электронных устройств, таких как радиоприемники. Они генерируют аналоговые электрические сигналы в широком диапазоне уровней выходной мощности и вариаций формы волны (модуляции).

Синтезаторы частоты Синтезаторы частоты

принимают одну входную частоту и генерируют электрические сигналы в широком диапазоне частот в соответствии с запрограммированной логикой.Они используются во многих типах электронных устройств, включая телефоны, телевизоры и системы глобального позиционирования (GPS).

Генераторы импульсов

Генератор импульсов — это электронное испытательное оборудование, которое генерирует прямоугольные импульсы. Генераторы импульсов похожи на генераторы функций, но используются в проектах, связанных с цифровыми схемами, а генераторы функций используются с аналоговыми схемами.

Генераторы случайных шумов

Генераторы случайного шума могут делать очень интересные вещи.Генератор случайного шума предназначен для генерации случайных электрических сигналов. Вместо генерации электрического сигнала в соответствии со спецификациями пользователя генератор случайного шума генерирует случайные сигналы в пределах параметров, установленных пользователем. Генератор случайного шума можно использовать для измерения коэффициента шума и частотной характеристики электронного устройства или даже для генерации случайных чисел.

Как работает генератор сигналов?

Пять типов генераторов сигналов, упомянутых выше, имеют один общий аспект: все они используются для выработки электрических сигналов.Однако каждый тип уникален по типам сигналов, которые он способен генерировать, и, следовательно, по своим тестовым приложениям. Электрический сигнал можно описать как напряжение, значение которого со временем изменяется в соответствии с функцией, заданной пользователем.

Генератор сигналов, когда используется для тестирования электронного устройства, обычно используется вместе с каким-либо измерительным устройством. Генератор сигналов используется для выработки электрического сигнала, известного как входной сигнал, который вызывает отклик, известный как выходной сигнал, от тестируемого устройства.Выходной сигнал будет получен измерительным устройством, таким как анализатор протокола или логический анализатор, что позволит разработчику увидеть, действительно ли получен ожидаемый выходной сигнал. Если устройство отвечает ожидаемым образом, тест пройден. В противном случае разработчику придется дополнительно исследовать аномальное или неожиданное поведение устройства.

Современные генераторы сигналов имеют интуитивно понятный пользовательский интерфейс, который упрощает настройку целевых переменных в соответствии с требованиями проекта.Ряд регуляторов и переключателей на лицевой панели генератора сигналов позволяет пользователям настраивать тип формы волны, уровень напряжения, частоту, инверсию сигнала и другие характеристики.

Различные типы генераторов сигналов

Когда мы ранее в этой статье представили пять категорий генераторов сигналов, мы включили несколько излучающих сигналы устройств наряду со стандартными генераторами сигналов, которые используются при тестировании электроники. В категории стандартных или «универсальных» генераторов сигналов мы можем далее разделить генераторы сигналов на три подтипа: аналоговые и векторные (также называемые цифровыми) генераторы сигналов и генераторы цифровых шаблонов.

Генератор аналоговых сигналов

Генератор аналоговых сигналов — это устройство, конструкция которого основана на генераторе синусоидальной волны. Это устройство также было первым продуктом, когда-либо проданным компанией Hewlett-Packard в 1939 году. Термин «аналоговый» относится к типам сигналов, которые могут воспроизводиться этим устройством: непрерывным и синусоидальным. Генераторы аналоговых сигналов эффективно генерируют сигналы в звуковом и радиочастотном диапазонах и эффективны для измерения искажения звука и других свойств электронных устройств.

Векторный генератор сигналов

В то время как генераторы аналоговых сигналов все еще используются, генераторы векторных сигналов представляют собой следующий этап в развитии этой технологии. Генераторы векторных сигналов используются для измерения и тестирования цифровых систем связи, которые больше не могут быть должным образом протестированы с помощью аналогового оборудования. Они могут генерировать радиосигналы с цифровой модуляцией в различных форматах.

Генератор цифровых последовательностей

Генератор цифровых шаблонов — полезный инструмент диагностики для инженеров-системотехников, разрабатывающих проекты с использованием протоколов связи I2C, SPI или USB.Генераторы цифровых последовательностей генерируют логические сигналы — сигналы квадратной формы, представляющие единицы и нули при изменении уровня напряжения. Генераторы цифровых шаблонов могут использоваться в приложениях для тестирования встроенных систем и цифровых интегральных схем.

Заключение

Генератор сигналов позволяет инженерам встраиваемых систем производить электрический сигнал в соответствии с их точными спецификациями и использовать его в качестве входного сигнала для измерения отклика и производительности любого электронного устройства.Однако разработчикам встроенных систем по-прежнему потребуется правильный инструмент измерения, чтобы эффективно фиксировать и записывать ответ от своего устройства для проверки функций и производительности.

Вот где появляется Total Phase: наш анализатор протоколов Beagle I2C / SPI — идеальный инструмент для мониторинга шины для использования с выбранным вами генератором сигналов. Вы получите полное представление о производительности своей встроенной системы с помощью сбора и отображения данных в реальном времени, что упрощает измерение производительности и выявление ошибок.

Нужна помощь в оптимизации процесса отладки или тестирования? Мы покажем вам, как это сделать лучше.

Запросить демонстрацию

Генераторы сигналов и функций — испытательное оборудование и калибровка (новые и бывшие в употреблении)

В этот список входят как компании, производящие испытательное оборудование, так и компании которые распространяют испытательное оборудование и / или предоставляют услуги по калибровке (хотя некоторые производители предоставляют услуги по повторной калибровке для их оборудования).Для суженного списка конкретных типов тестов оборудования, щелкните по одной из ссылок в списке ниже. Испытательное оборудование Производители Anritsu | 800-267-4878 | Richardson, TX Разъемы, адаптеры, коаксиальный кабель, концевые заделки, аттенюаторы, анализаторы спектра, векторные анализаторы цепей, измерители мощности, генераторы сигналов и синтезаторы и частотомеры, коэффициент шума, оптические испытания и измерения оборудование, Bluetooth. Berkeley Nucleonics Corporation (BNC) | 800-234-7858 | Сан-Рафаэль, Калифорния Производитель прецизионной электроники. приборы для испытаний, измерений и ядерных исследований. Генераторы импульсов и задержки, генераторы и синтезаторы СВЧ / ВЧ сигналов, тестеры фазового шума, сигналов и анализаторы спектра, генераторы импеданса, световых импульсов и сигналов произвольной формы, осциллографы, частотомеры, детекторы излучения и сцинтилляции, детекторы изотопов и более. Fluke | 800-443-5853 | Эверетт, WA Цифровые мультиметры, базовые электрические тестеры, тестеры сопротивления изоляции, Испытательные инструменты ScopeMeter®, токоизмерительные клещи, инструменты для калибровки процессов, газовые измерения, температура, инструменты для контроля качества электроэнергии, MicroTools, кабельные тестеры (VDV), сбор данных, калибраторы приборов, калибраторы процессов, осциллографы, таймеры / счетчики, сигналы источники, измерители RCL, ТВ / видеогенераторы, настольные измерители. GW Instek | 909-591-8358 | Chino CA Анализаторы спектра, осциллографы, источники питания, сигнал / функции генераторы, мультиметры, тестеры компонентов и безопасности, измерительные провода и аксессуары. Hewlett-Packard (теперь Agilent) | 800-452-4844 Palo Alto, CA Контрольно-измерительное оборудование, полупроводники продукты, системы управления и тестирования коммуникаций, автоматизированное испытательное оборудование (ATE). Keithley Instruments | 800-588-9238 | Кливленд, Огайо, Провайдер радиочастотных испытаний и измерений контрольно-измерительные приборы, включая источники тока / напряжения и измерительные приборы, сбор данных модули / карты, цифровые мультиметры и системы сбора / переключения данных, быстрые переходные характеристики и источники питания высокого напряжения, решения для оптоэлектронных испытаний. Keysight Technologies | 800-452-4844 | Санта-Клара, Калифорния В принципе, все для любого вида тестирования нужно. Испытательное оборудование, стойки, кабели, адаптеры, усилители, кабели, ВЧ переключатели, анализаторы спектра, сетевые анализаторы, наборы для проверки связи, мультиметры, EEsof Продукция EDA. Связь инструментов | 973-808-8990 | Fairfield, NJ Цифровые осциллографы, логические анализаторы и анализаторы спектра. National Instruments | 800-433-3488 | Остин, Техас Программное обеспечение LabView для измерений и автоматизации, модульные инструменты, переключатели, контроллеры движения и драйверы двигателей, измерение звука и вибрации и анализ. СВЧ Коммуникационные технологии | + 49-30-772-05-10 | Германия Адаптеры — 3,5 мм, 2,4 мм, 2,92 мм, 1,85 мм, усилители (От постоянного тока до> 50 ГГц), разъемы — 1,85 мм, 2,92 мм, оптические передатчики, приемники, фазовращатели, генераторы шаблонов испытательного оборудования, анализатор ошибок, мультиплексор, демультиплексор, восстановление тактовой частоты, тройники смещения, блоки постоянного тока, тройник монитора, делители мощности. Rigol Technologies | 1-877-474-4651 | Бивертон, OR Цифровые осциллографы, Анализаторы радиочастотного спектра и цепей, цифровые мультиметры, функция / сигнал произвольной формы генераторы, цифровые программируемые источники питания, сбор данных, HPLC и UV-Vis спектрофотометры. Rohde & Schwarz | 888-837-8772 | Колумбия, MD Тестирование и измерения, радиосвязь, радиовещание, антенны, IT-безопасность, сигнальная разведка, мониторинг спектра, транковое радио.Генераторы радиочастотных сигналов, анализаторы спектра, сети и связи, цифровые осциллографы смешанных сигналов, измерители мощности и напряженности поля, усилители, частота счетчики, генераторы сигналов произвольной формы. Signatec | 949-729-1084 | Ньюпорт-Бич, Калифорния Высокоскоростной сбор данных, цифровая обработка сигналов в реальном времени, продукты и системы для записи данных сигналов и генерации сигналов произвольной формы для SIGINT, радар, медицинская съемка, аэрокосмическая промышленность. Сигнальная кузница | 512-275-3733 | Austin, TX Генератор сигналов с цифровым синтезом в диапазоне 1 ГГц. Маленький (8,5 «x5,5» x1,5 «), доступное по цене, высокопроизводительное устройство. Характеристики устройства: Выходы включают: Связь по переменному току, дифференциальный и цифровой выход, поддерживающий напряжение 3,3 В, 2,5 В и 1,8 В уровни. Синусоидальная волна, прямоугольная волна — режимы FSK, AM, OOK, ASK и произвольной модуляции, частотная развертка — TCXO обеспечивает выдающуюся производительность, точность и аккуратность. Специалисты по переходным процессам | 630-887-0329 | Burr Ridge, IL Специализируется на аренде испытательного оборудования на ЭМС. Очень хорошо осведомлен о работе оборудования и общих проблемах для наших рынков. включают в себя ЭМС для автомобилей и военного назначения, испытания на невосприимчивость и безопасность продукции. Сигнал генераторы, усилители, антенны и аксессуары. Еженедельно, ежемесячно и дольше срочная аренда, без арендной платы в течение 2 дней транзитного времени, вы только платить за время использования оборудования. Испытательное оборудование бывшего в употреблении и аренде Аренда расширенного испытательного оборудования | 800-404-2832 | Сан-Диего, Калифорния Предлагает индивидуальные решения по аренде, продаже и лизингу для требований к испытаниям и измерениям со стандартным инвентарем, включая переменный ток тестеры мощности, усилители, анализаторы, калибраторы, регистрация данных, экологические испытания, инспекция, световая волна, измерители, инструменты для тестирования сети, осциллографы, источники питания, запись, RFI / EMC / EMI, генераторы сигналов, видео / кабельное телевидение. Прикладной тест качества | 408-531-5300 | Сан-Хосе, Калифорния, Электронное испытательное оборудование, бывшее в употреблении, излишки простоя — Мы купите и продайте все типы б / у испытательного оборудования общего назначения по всей территории США. Aptec Electronics | 310-640-7262 | El Segundo, CA Мы покупаем и продаем новый и подержанный электронный тест. оборудование, детали для авиации, оптические, механические и электронные компоненты. Aptec Electronics является оптовым дилером нового и бывшего в употреблении электронного испытательного оборудования. более 20 лет.Мы находимся в мировой аэрокосмической столице и смогли накопить достаточно инвентарь излишков оборудования и запчастей аэрокосмического качества. Bell Electronics NW | 800-366-5240 | Kent, WA Продажа и аренда нового и отремонтированного испытательного и измерительного оборудования. Calright Instruments | 866-363-6634 | Сан-Диего, Калифорния Качественные новые и бывшие в употреблении электронные средства проверки и измерения оборудование, включая анализаторы, счетчики, таймеры, измерители, осциллографы и многое другое. Consultair | +33 1 30 97 89 30 | Франция Купить / продать / арендовать / обменять новые и подержанные электронные контрольно-измерительные приборы оборудование для гражданской и военной авиации, запасные, ремонтные, измерительные приборы, решения для обслуживания, электронные компоненты. Электро Рент Корп | 800-688-1111 | Van Nuys, CA Провайдер по аренде / аренде испытательного и измерительного оборудования. Global Test Supply | 888-610-7664 | Wilmington, NC Покупка, аренда, аренда с выкупом и продажа отремонтированных и сэкономить $$$.Качественный, обновленный TE с гарантией от Agilent, Tektronix, Fluke, Anritsu и более. Лаборатория по аренде инструментов | 303-469-5335 | Broomfield, CO Аренда и продажа электронного испытательного оборудования, анализаторы спектра, измерители, блоки питания, осциллографы. Кандел Электроникс | 800-582-ТЕСТ (8378) | Oreland, PA Покупка и продажа бывшего в употреблении испытательного оборудования. Тысячи товары в наличии. Калибровочная лаборатория на месте с отслеживанием NIST.Гибкая покупка опции. Megown Тестирование и измерения | 800-442-5835 | Roseville, CA Продает, сдает в аренду и сдает в аренду новые и восстановленные испытательное и измерительное оборудование напрямую к конечным пользователям, обеспечивая превосходную продукцию по самой низкой цене и в кратчайшие сроки. Комплексная проверка продукции и процесс тестирования и современная калибровочная лаборатория. Нам всегда интересно в закупке испытательного и измерительного оборудования последних моделей. MetricTest | 800-432-3424 | Hayward, CA Новое и отремонтированное электронное испытательное оборудование, включая осциллографы, анализаторы, генераторы, счетчики, счетчики, источники питания, стойки для оборудования, беспроводные и оптическое испытательное оборудование. Испытательное оборудование Naptech | 800-336-7723 | Лоуэр-Лейк, Калифорния Продам-сдачу-аренду-куплю-обмен, качество восстановленное испытательное оборудование. Национальное испытательное оборудование | 760-639-1700 | Oceanside, CA Новые, бывшие в употреблении и восстановленные электронные испытательные и продажа, аренда, аренда, лизинг, ремонт и калибровка измерительного оборудования.Agilent (HP), Tektronix, Fluke, Rohde & Schwarz и многие другие. Оборудование из вторсырья | 410-685-1997 | Балтимор, MD Покупает и продает качественное бывшее в употреблении электронное испытательное оборудование. и оборудование VXI / VME. Оборудование для тестирования спектров | 800-716-2421 | Mountain View, CA Аренда, покупка или аренда. Предлагаем широкий подбор электронных инструментов от всех ведущих производителей. Приборы типы охватывают практически все электронные, оптические и микроволновые тестовые объекты.Калибровка и ремонт наших электронных инструментов выполняется в нашем собственном NIST, отслеживаемом калибровочная лаборатория. TekNet Electronics | 877-449-3760 | Alpharetta, GA Торговый представитель подержанного / отремонтированного электронного испытательного оборудования и поставщик решений; покупает и продает электронное испытательное оборудование по всему миру для промышленности ведущие корпорации, мелкие конечные пользователи и государственные учреждения, а также широкий спектр технических, логистических и финансовых услуг / решений, который охватывает весь жизненный цикл вашего электронного испытательного оборудования. Депо испытательного оборудования | 800-517-8431 | Melrose, MA Новое и бывшее в употреблении электронное испытательное оборудование. Решения для испытательного оборудования | +44 (0) 1753 596000 | UK Поставщик качественного испытательного оборудования второго пользователя и низкая стоимость аренды того же. TestEquity | 800-950-3457 | Thousand Oaks, CA Новое и отремонтированное испытательное оборудование, продажа и аренда. Авторизованные компании Agilent, Tektronix, Rohde & Schwarz, Fluke, Xantrex, Instek, QuadTech распределитель.Производитель камер окружающей среды, температуры и влажности. TestQuote, LLC | 561-540-2878 | Hypoluxo, FL Рынок отремонтированного испытательного и измерительного оборудования, где вы выбираете цену покупки, продажи, аренды или аренды. ООО «Тестволл» | +353 (0) 1 21 | Дублин, Ирландия Подержанное испытательное оборудование и аренда, включая спектр анализаторы, анализаторы цепей, логические анализаторы, осциллографы, блоки питания, частоты счетчики, генераторы сигналов, синтезаторы, испытательное оборудование передачи данных. ТИКС Интернэшнл Лтд | +44 (0) 870 787 4910 | UK Поставщики качественного отремонтированного испытательного оборудования. Специализируется в используемом электронном испытательном оборудовании (Fluke, Agilent, HP, Tektronix, Solarton). Специалисты по переходным процессам | 866-364-7368 | Burr Ridge, IL Специализируется на аренде испытательного оборудования на ЭМС. Очень хорошо осведомлен о работе оборудования и общих проблемах для наших рынков. включают в себя ЭМС для автомобилей и военного назначения, испытания на невосприимчивость и безопасность продукции.Сигнал генераторы, усилители, антенны и аксессуары. Еженедельно, ежемесячно и дольше срочная аренда, без арендной платы в течение 2 дней транзитного времени, вы только платить за время использования оборудования. TRS-RenTelco | 800-874-7123 | DFW Airport, TX Коммуникации, аренда оптоволоконного и электронного испытательного оборудования. продажи. Tucker Electronics | 877-667-6044 | Garland, TX Новые и отремонтированные электронные контрольно-измерительные приборы и камеры окружающей среды, включая цифровые мультиметры / вольтметры, генераторы функций и синтезаторы сигналов, анализаторы цепей, осциллографы, источники питания, спектр анализаторы. Valuetronics | 800-552-8258 | Elgin, IL Покупка, продажа и продажа электронного испытательного оборудования, включая спектр, сети, логические анализаторы, осциллографы, цифровые мультиметры, источники питания и генераторы сигналов. Вестерн Тест Системс | 800-538-1493 | Cheyenne, WY Мы предлагаем полный спектр отремонтированных и гарантированных оборудование для тестирования коаксиальных и волноводов DC-110 + GHz. Все детали проверены и имеют гарантию на девяносто дней.Быстрая доставка со склада. Принимаются все основные кредитные карты.

Выбор подходящего силового прибора для измерений электроэнергии

Потребность в повышении энергоэффективности электротехнической продукции стимулирует разработку более точных измерительных приборов. Современные инструменты теперь могут количественно определять дополнительный выигрыш, поскольку улучшения требуют больше работы на каждый киловатт-час. Многие электротехнические изделия сегодня, особенно двигатели (рис. 1), уже работают с КПД 95% и выше, поэтому повышение КПД является сложной, но важной задачей для производителей.Возможность измерения небольших улучшений требует анализаторов мощности, которые могут обеспечить точность и точность, необходимые для подтверждения этих важных улучшений в эффективности.

Если вы разрабатываете или тестируете электродвигатели, приводы электродвигателей с регулируемой скоростью, силовые инверторы, системы ИБП, бытовые приборы, потребительские товары или другие типы электрических устройств, вам может потребоваться выбрать прибор для точных измерений электрической мощности. Есть много инструментов, доступных из различных источников, поэтому важно понимать измерительные возможности этих предложений и то, как они связаны с измерениями, которые вам необходимо выполнить, или влияют на них.Это обсуждение рассмотрит ваши варианты и объяснит, как интерпретировать спецификации, поскольку не все производители определяют термины одинаково.

Рис. 1. Двигатель способен работать с КПД 95% и выше

Основные положения

Прежде чем рассматривать конкретные типы устройств, давайте рассмотрим некоторые ключевые атрибуты измерительных устройств и то, как они влияют на общую картину:

Погрешность мощности

Каждый измерительный прибор имеет некоторую степень погрешности, поэтому точность обычно выражается в виде диапазона.В этом диапазоне инженеры рассматривают точность измерения мощности как основной показатель неопределенности для основных параметров измерения, таких как напряжение, ток, фазовый угол и мощность (ватты). Эти параметры могут быть представлены с использованием таких терминов, как «гарантированная точность» и «типовая точность».

Что в данном контексте означает «типичный», когда мы говорим о ваттах? Этот термин часто вводит в заблуждение. Типичные значения обычно представляют собой справочные значения, основанные на том, что производитель ожидает от своей продукции. На практике это можно перевести как «обычно, но не всегда», «возможно», «возможно» или «возможно».Он намеренно расплывчатый, потому что типичная точность не гарантируется и не отслеживается национальным калибровочным эталоном или стандартом аккредитованной калибровочной лаборатории. Вы хотите, чтобы ваша компания основывала характеристики продукта на типичных значениях или принимала решение о покупке, основываясь на типичных характеристиках продукта? При выборе измерителя мощности убедитесь, что указаны гарантированные точности, а не только типовые значения.

Диапазон измерения

Еще один потенциально сбивающий с толку фактор во многих таблицах данных — это диапазон измерения.Это важно, потому что указанная точность устройства измерения мощности варьируется в зависимости от того, где измерение находится в пределах диапазона. Как правило, измерительные устройства всех типов теряют точность при работе на самом верхнем и нижнем концах своего диапазона. Следовательно, значение точности должно указывать диапазон, в котором оно допустимо; в противном случае вы не знаете, справедливо ли оно только при одном напряжении и токе, в нескольких точках шкалы или во всем диапазоне. Например, производитель может сказать, что указанная точность действительна от 1% до 130% диапазона измерения.Это предполагает высокий уровень достоверности для точных показаний от одного конца до другого. Другой может сказать, что это действительно только при чтении в средней трети диапазона. Такое устройство все еще может быть полезно, если большинство операций попадают в допустимый диапазон.

Отраслевые стандарты

Если вы выполняете тесты как часть составления спецификаций для продуктов вашей компании, ваш дизайн и тестирование продукта должны соответствовать некоторым соответствующим отраслевым стандартам, таким как стандарты IEEE, CE, IEC и MIL-STD.Эти стандарты обычно определяют процедуры тестирования, фактические пределы тестирования производительности и результаты для различных типов продуктов. Они могут включать спецификации, касающиеся инструментов, разрешенных для использования во время внутреннего тестирования. Использование неправильного прибора для измерений, связанных с мощностью, может привести к тому, что оценка конструкции продукта не пройдет применимых отраслевых испытаний на соответствие. Для сертификации может потребоваться повторное тестирование с соответствующими затратами и потерей времени, все потому, что использовался неправильный измерительный прибор.

Приборы для измерения мощности

Многие виды устройств могут измерять соответствующие единицы мощности и другие связанные параметры, но не все подходят для видов высокоточного анализа, выполняемого для такого рода приложений. Вот несколько примеров ведущих типов инструментов:

Анализаторы мощности и измерители мощности

Анализаторы мощности и измерители мощности

(рис. 2) десятилетиями использовались при тестировании электротехнической продукции, поскольку они обеспечивают точность, частотный диапазон и функции, необходимые для соответствия отраслевым стандартам испытаний и измерений.Эти инструменты производят истинные измерения мощности, используя согласованные входные цепи напряжения и тока для каждого ваттметра. Они могут выполнять измерения мощности однофазных, трехфазных-трехпроводных и трехфазных-четырехпроводных измерений. Их действительность подтверждается сертификатом калибровки NIST или ISO17025 с данными испытаний, но пользователи должны проверить наличие сертификата калибровки при покупке любого типа прибора для измерения мощности.

Рисунок 2.Прецизионный анализатор мощности

Анализаторы мощности и измерители мощности

имеют различную точность измерений, ширину полосы частот и цены, чтобы обеспечить лучшее решение для приложения при сохранении бюджета. Для высокоточных измерений эффективности анализаторы мощности высокого класса могут иметь точность измерения до ± 0,01% от показаний. В зависимости от модели указанная частота измерения мощности может варьироваться от постоянного тока до 1 МГц.

Испытания электродвигателей обычно проводятся в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как IEEE 112, NVLAP 150 и CSA C390, каждый из которых определяет методы тестирования и требования к точности измерительных приборов.Например, IEEE 112 и NVLAP 150 определяют точность измерения мощности, напряжения и тока как ± 0,2% от полной шкалы или лучше.

Для электродвигателей и частотно-регулируемых приводов, включая приводы с широтно-импульсной модуляцией, анализаторы мощности должны иметь высокоскоростные дигитайзеры высокого разрешения с функциями цифрового окна для точных измерений искаженных и флуктуирующих сигналов.

Некоторые анализаторы мощности также предлагают функции измерения гармоник. Лучшее решение — это прибор, способный измерять гармонические данные и полное гармоническое искажение (THD) одновременно с обычными измерениями мощности.Это позволяет быстро и легко выполнять контрольные измерения. Тестирование на соответствие стандарту IEC 62301, которое включает в себя измерения как амплитуды, так и THD, может выполняться некоторыми анализаторами мощности с одновременным измерением как нормальных, так и гармонических данных. Некоторые приборы также могут выполнять испытания на соответствие гармоникам IEC 61000-3-2. Но то, что устройство может выполнять расчет БПФ, не означает, что оно соответствует требованиям IEC к измерению гармоник.

Energy Star и проверка мощности в режиме ожидания требуют измерений малых значений тока и мощности.Многие приборы не могут производить измерения тока низкого уровня в диапазоне микроампер, а некоторые — в миллиамперном диапазоне. Пользователи должны убедиться, что прибор может точно выполнять эти измерения низкого уровня. В некоторых приборах предусмотрены измерения мощности в режиме ожидания с использованием отдельных токовых соединений: одно для диапазона низких значений тока в режиме ожидания, а другое — для более высоких нормальных рабочих токов. Это неприемлемый метод тестирования, потому что нет средств для непрерывного тестирования продукта, так как переход из режима ожидания в рабочий режим требует физического изменения проводки.

Осциллографы цифровые

Некоторые цифровые осциллографы предлагают функции измерения мощности и / или программный пакет для анализа мощности на базе ПК, и большинство инженеров-испытателей имеют очень высокий уровень комфорта при работе с осциллографами (рисунок 3). Они обеспечивают основные измерительные функции, от простого анализа формы сигналов до передовых измерительных решений, но для такого рода высокоточных измерений существуют критические ограничения.

Рисунок 3.Цифровые осциллографы с функциями измерения мощности

Например, существуют ограничения разрешения, поскольку большинство осциллографов предлагают только 8-битное вертикальное разрешение, хотя более сложные конструкции могут быть 12-битными. Точность усиления также может быть проблемой, поскольку большинство из них не лучше ± 1,5%, и это только точность напряжения постоянного тока, а не точность мощности. Несмотря на широкие возможности большинства осциллографов по высокочастотной полосе пропускания, обычно нет спецификации точности мощности переменного тока, и даже с устройствами высокого разрешения вертикальная точность переменного тока все еще не определена.

Еще одним недостатком является привязка входов к земле, требующая дифференциальных пробников для измерения напряжения, что отрицательно влияет на общую точность измерения. Для измерения мощности переменного тока входы осциллографа должны быть изолированы от земли, обычно с помощью дифференциального пробника. Эти пробники могут быть дорогими и могут легко добавить ошибку усиления в 1% или более, плюс ошибку фазового сдвига. Более того, общая точность измерения напряжения будет неизвестна.

Для измерения тока требуется датчик тока или трансформатор тока.Это удобно, поскольку они могут просто зажимать провод и обеспечивать изоляцию от земли. Существуют специальные пробники с выходом милливольт на ампер, предназначенные для непосредственного подключения к входам напряжения осциллографа. Тем не менее, следует проявлять особую осторожность, поскольку эти устройства также добавляют ошибку усиления, некоторое смещение напряжения и даже фазовый сдвиг. Дополнительные ошибки могут возникнуть из-за неправильной установки коэффициента масштабирования пробника в милливольтах на ампер и неправильной установки правильного диапазона напряжения для осциллографа. Все эти факторы добавляют не поддающуюся количественному определению ошибку измерения к общим измерениям, проводимым осциллографом.

Наконец, некоторые цифровые осциллографы не измеряют мощность при определенных фазовых углах, поэтому при измерении мощности следует соблюдать осторожность. Полоса пропускания анализатора мощности не будет соответствовать полосе пропускания широкополосного осциллографа; тем не менее, полоса пропускания анализатора мощности высокого класса обычно достаточно высока, чтобы охватить большинство приложений питания, которые редко превышают 1 МГц.

Для выполнения расчетов измерения мощности многие осциллографы просто умножают два канала постоянного напряжения вместе.Это дает измерение мощности, которое является только математическим расчетом между двумя входными каналами напряжения постоянного тока осциллографа. Эта математическая функция может быть выполнена с помощью специальной прошивки, установленной в осциллографе, или с помощью программного обеспечения для проверки мощности, запущенного на ПК. Этот подход оставляет неопределенными точность переменного напряжения, тока и мощности. Это рассчитанное значение мощности может быть полезным справочным материалом, но его повторяемость неизвестна.

Все эти неизвестные факторы делают осциллограф в значительной степени непригодным для серьезного тестирования производительности.Даже с этими ограничениями он по-прежнему является хорошим инструментом для расчета эталонных значений мощности для таких приложений, как тестирование на уровне платы и на уровне компонентов схемы, а также измерения времени на схемах в продуктах.

Системы сбора данных и регистраторы данных

Многие компании, производящие системы сбора данных (DAQ) и регистраторы данных, разработали собственное программное обеспечение для измерения и анализа мощности с заявлением о том, что они предлагают лучшее решение, чем анализаторы мощности или измерители мощности.И снова такие утверждения могут сбивать с толку и вводить в заблуждение и привести к дорогостоящим ошибкам.

Системы сбора данных и регистраторы данных

предоставляют хорошие решения для многих различных типов измерительных приложений. Они могут смешивать различные входы, такие как термопары, а также входы тока и напряжения. Однако для электроэнергии они не обеспечивают точное измерение мощности переменного тока, соответствующее стандарту. Как и цифровые осциллографы, эти инструменты обычно измеряют два входа постоянного напряжения и используют программное обеспечение для умножения данных для расчета мощности.Это создает те же ограничения, которые описаны выше для осциллографов.

Некоторые производители приборов также предоставляют пакет программного обеспечения для испытаний двигателей для своих регистраторов данных. Поскольку эти приборы не предоставляют спецификации точности напряжения, тока или мощности, они не могут соответствовать требованиям отраслевых стандартов, таких как IEEE 112. Этот стандарт определяет точность измерения напряжения, тока и мощности для испытаний двигателей как ± 0,2% от полная шкала или лучше для цепей переменного тока, поэтому использование системы сбора данных или регистратора данных с неопределенной точностью измерения не является приемлемым решением для соответствия этому или подобным стандартам.

Измерители мощности и измерители качества электроэнергии

Другие продукты, такие как преобразователи мощности и измерители качества электроэнергии, могут обеспечить точные измерения электрической мощности. Эти инструменты контролируют линии электропередач и выдают аналоговый выходной сигнал постоянного тока, равный мощности переменного тока, измеренной на входе.

Диапазоны входного напряжения и тока предназначены для соответствия вторичным выходам измерительных трансформаторов переменного напряжения и тока, поэтому диапазоны напряжения 120 В (85–135 В переменного тока) и 240 В (170–264 В переменного тока) являются типичными.Диапазон тока обычно составляет от 0 до 5 А переменного тока. Эти погрешности преобразователя основаны на выходном токе постоянного тока в мА. Стандартные преобразователи ватт с выходом от 0 до 1 мА обычно имеют точность ± 0,5% от полной шкалы. Преобразователи мощности высокой точности с выходным сигналом от 0 до 1 мА обычно имеют точность ± 0,1% от показания плюс ± 0,05% от полной шкалы. Эти инструменты также обычно обеспечивают прослеживаемую NIST или аккредитованную калибровку ISO 17025.

Частотный диапазон этих преобразователей мощности обычно составляет от 45 до 65 Гц, поэтому выходной сигнал постоянного тока мА должен быть подключен к некоторому типу цифрового или аналогового измерителя для считывания.Следовательно, суммирование точности измерения общей мощности основано на точности преобразователя мощности плюс точность показаний измерителя. Кроме того, точность трансформаторов напряжения и тока также должна быть включена в общую картину характеристик измерения.

Таким образом, когда для тестирования продукции используются преобразователи мощности, необходимо уделять особое внимание учету всех параметров измерения, таких как точность, диапазоны напряжения и тока, а также диапазон частот. Преобразователи мощности имеют то преимущество, что они компактны, поэтому они могут поместиться в тесных местах и ​​даже могут быть установлены внутри продукта и обеспечивают возможность удаленного считывания.

Заключение

При выполнении измерений электрической мощности для тестирования продукта, расчета эффективности или соответствия различным отраслевым стандартам очень важно выбрать правильный измерительный прибор для применения. Чтобы не ввести вас в заблуждение из-за неправильных заявлений, убедитесь, что вы проверили все эти характеристики, когда делаете свой выбор:

• Является ли точность измерения гарантированной характеристикой или просто типичным значением?
• Имеет ли прибор сертификат калибровки NIST или ISO 17025?
• Обеспечивает ли прибор истинное измерение мощности, а не расчетное значение между двумя каналами напряжения?
• Указан ли диапазон измерения, в котором применяется указанная точность?
• Будет ли прибор выполнять квалифицированные измерения мощности в требуемом диапазоне частот, например от постоянного тока до диапазона кГц или МГц?
• Указана ли точность во всем диапазоне частот?
• Может ли прибор выполнять весь спектр измерений, требуемых соответствующими отраслевыми стандартами?

Существует множество вариантов измерения электрической мощности, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.