2.12. Вимірювання за допомогою осцилографа частоти сигналу, напруги
і зсуву фаз між двома напругами
Перед початком вимірювань необхідно перевірити справність коаксіальногокабелю і визначити його сигнальний провід. Перевірити справність коаксіальногокабелю найпростіше за допомогою омметра. Спочатку вимірюють опір між двома кінцями центрального провідника і між двома кінцями провідної оболонки. Ці опору повинні бути малими (соті частки ома). Потім перевіряють відсутність замикання між центральним провідником і опліткою кабелю. Іноді при ремонті коаксіальногокабелю проводить оболонка з'єднується з провідник не чорного кольору. В цьому випадку виникає задача визначення сигнального провідника кабелю. Вона може бути вирішена двома способами. У першому випадку один дріт омметра підключають до центрального провідника коаксіального роз'єму, а другий провід омметра черзі підключають до кожного з двох провідників кабелю. Провідник, для якого опір виявляється близьким до нуля, і буде сигнальним. При іншому способі визначення сигнального проводу необхідно, щоб вимірювальний прилад (електронний осцилограф, електронний вольтметр) вже був включений в мережу і до нього підключений коаксіальний кабель. Потім стосуються черзі рукою кожного з двох провідників кабелю. Сигнальним буде провідник, при торканні якого прилад реєструє напругу частотою 50 Гц (спостерігається відхилення променя осцилографа або стрілки вольтметра). Людина виступає в цьому випадку в ролі антени, яка приймає електромагнітні хвилі, які випромінює мережею живлення.
Осцилограф ГМЛ-ЗМ комплектується коаксіальним кабелем з литим роз'ємом, який відремонтувати досить складно. В цьому випадку в осцилографі встановлюється додаткове гніздо "земля", а коаксіальний кабель з обох кінців має по два зовні однакових провідника. Зазвичай провідники-висновки обплетення роблять чорного кольору, а сигнального проводу - будь-якого іншого кольору. Якщо за зовнішнім виглядом вимірювального кабелю не можна випередити сигнальний провід, то можна скористатися наступним прийомом. Вибравши імовірно сигнальний провід, підключають його до входу "У" осцилографа, а другий провідник - до корпусу. Встановлюють досить високу чутливість осцилографа. Потім стосуються рукою ізоляції проводу в середній його частині (у цілому при цьому самих проводів!). Якщо на екрані спостерігається сигнал наведення, то сигнальний провід вибраний невірно. Якщо на екрані немає змін сигналу, то провід обраний вірно.
Для демонстрації необхідності використання коаксіальногокабелю для електронного вольтметра і осцилографа необхідно подати на ці прилади сигнал за звичайними проводам і торкнутися рукою їх ізоляції. При цьому прилад фіксує наводки.
Для вимірювання параметрів електричних сигналів ручками зміщення сигналу з'єднайте сигнал з розподілами шкали так, щоб було зручно проводити вимірювання. Вибирають положення перемикачів "В / справ" такими, щоб розмір досліджуваного сигналу по вертикалі виходив від 2 до 6 поділок.
Розглянемо визначення частоти досліджуваного сигналу. Нехай період досліджуваного сигналу займає дві поділки, а тривалість розгортки встановлена 10 мс / справ. Тоді період досліджуваного сигналу буде дорівнює: 2 справ × 10 мс / справ = 20 мс. Потім з формули зв'язку періоду і частоти досліджуваного сигналу (f = 1 / T) визначимо його частоту: f = 1/20 мс = 50 Гц
Розглянемо тепер, як визначається амплітуда напруги досліджуваного сигналу. Нехай досліджуваний сигнал має синусоїдальну форму. Амплітуда синусоїдального сигналу дорівнює половині розмаху зображення по вертикалі. Для її знаходження визначимо спочатку, скільки поділок займає зображення сигналу по вертикалі. Помноживши число поділок, відповідне амплітуді, на коефіцієнт відхилення в вольтах на розподіл, отримаємо амплітуду сигналу в вольтах. Наприклад, зображення синусоїдального сигналу по вертикалі займає 4 поділу. Отже, амплітуда досліджуваного си ла на екрані осцилографа буде складати два ділення. Якщо коефіцієнт відхилення дорівнює 5 В / справ, то амплітуда сигналу буде дорівнює 10 В.
Для вимірювання різниці фаз між двома напругами існує кілька способів. Зупинимося коротко на двох з них: метод еліпса і за допомогою двухлучевого осцилографа. При вимірюванні методом еліпса одне напруга подається на вхід Y осцилографа, а інше - на вхід X. Синус кута зсуву фаз дорівнює відношенню відрізка а до відрізка b (рис. 2.20 а) за умови, що в від відсутністю сигналу електронний промінь потрапить в центр екрану осцилографа. Дуже просто вимірюється зрушення фаз між двома напругами за допомогою двухлучевого осцилографа (рис. 2.20 б). Для цього відрізок А B ділять на відрізок АС і множать на 2 p.