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手持示波表的应用介绍

如今新型的手持示波表功能强大,能够将数字存储示波器、数字万用表以及数字频率计三者的功能集于一身,其采用电池供电的形式,手持示波表是电子测量领域的一种实用型的新型仪器。手持示波表的应用比较广泛,下面简单介绍几个适用情况。

一、数控机床维护

  目前机加工设备的数控化率已达90%以上,数控机床(数控加工中心、数控车床、数控铣床、数控线切割、数控电火花等)的应用越来越广泛。机床数控系统的调试和维护工作占到机床调试和维修工作的65%以上,选择合适的测试设备是调试和维护人员提高工作效率的关键。

  在数控系统的开发和生产阶段,会用到中高档的示波器甚至逻辑分析仪,但这些设备在生产的联机调试和现场调试阶段以及现场维护、维修阶段对测试仪器都有特殊的要求。

  在实际应用中,数控系统都有掉电保护功能,即当电网掉电时及时发现并在系统供电还可以维持的时间内把现场数据存储起来。实际电路在实验时没有问题,但在实际使用中反馈的情况是有时候电路不起作用。另外数控系统在正常工作中会突然死机。究竟是什么原因造成的呢?通过分析工程师认为是电网的异常信号造成的,为了证明这一判断,必须通过仪器捕捉到这一信号。

  使用模拟示波器不能同时观测电网和电路的信号,也无法捕获偶发的单次信号。利用福禄克的手持式示波表,可以很好地解决这一问题。因为示波表的两个通道是完全隔离的,我们可以直接用示波表的两个通道观测电网和电路的信号。因为信号是偶发的,且触发条件不明确,可选择波形记录方式对信号进行监视。当数控系统出现死机时,停止波形记录,分析已记录的波形,发现是电网信号的跌落造成系统误认为是掉电信号,而此时的系统不能按正常程序工作造成死机。掉电保护电路不起作用与电网没有直接关系。

  通道隔离和波形记录功能解决了用户的具体问题,同时100幅波形回放功能对于用户捕获类似于跌落信号这样的波形非常有用。标准配置的探头就可以直接测量电网波形,省却了用户购买高压探头的费用。电池供电和便携功能非常适合数控系统的现场调试和维修。

二、UPS安装与维护

  UPS是电信系统中保证设备正常运行的关键设备之一。随着对通信质量要求的日益增高,对UPS的性能也提出了更高的要求。因此UPS投运之前和之后的测试成为一种必要的工作。

  传统的方法是利用示波器观察一些信号的波形,再利用功率表和多用表测量其他电气参数。由于越来越多的用户对UPS的动态指标非常重视,而且要求仪表能在现场进行快速测量,传统的手段已无法满足应用的要求。利用示波表可以方便地解决一系列传统手段较难实现的测试和测量工作。具体说明如下:

  首先利用示波表的深存储器和示波记录捕获UPS加载、加电、切换备用电等动态过程。UPS加载时要求稳态过程低于20ms,切换备用电时要求稳定时间低于5ms。由于示波表在示波记录功能下可最快以10ms的时基进行长达11s的连续波形记录,可以完整记录下动态信号发生的全过程,然后用图像放大和光标读数等分析功能观察和读取其稳定时间。利用外触发和回放功能也可方便进行上述测量。

  然后利用示波回放功能对多个单次事件进行记录和分析。UPS在启动过程中可能出现间歇性尖峰信号。利用脉冲触发方式,仪器将自动捕获多达100个触发事件,这样就可以完整记录启动过程中所出现的各种异常事件。然后利用回放功能键将捕获的屏幕调出来,用图像放大和光标读数进行分析。

  由于示波表在示波器的功能上集合了功率表和万用表的功能,因此利用此表也可完成对UPS常规电气性能的检测。例如:功率和功率因数,电流和相位,同时利用软件可以实现谐波分析,这样可以省去到现场工作携带大量仪表的不便。

三、电力系统调度自动化监控维护

  不论是在研究开发还是在实际工作中,我们会需要分析一些快速变化的信号。这类信号的全过程非常短暂,但蕴含丰富的信息。在捕捉这类信号时,我们往往会丢失信号的头部。示波表为揭开这类信号的真面目作出了有益的贡献。

  示波表总是把波形自动地存储在很深的存储器中,无须用户的干预。示波器2×27.5K个采样点的存储器为圆柱形构造,可以保存100个通道A和B的波形,保证用户的手里总有波形信号的历史记录。

  “回放”自动记忆功能对于分析上面提到的快速变化信号特别有用。下面以在某市区供电局的一次实地测试为例来说明这个问题。

  市区供电局的调度室通过调度自动化系统RD800监控分布在市区各地配电所内的远方传输单元(RTU)  变送器送出的4~20mA信号转换成数字信号,再将数字信号转换成模拟信号调制到正弦波上。从RTU通过音频电缆或光缆传送到前置处理系统;前置处理系统通过调制解调等预处理解调,再通过模数转换变成一个数字信号,送至后台控制系统处理。这样,调度员在主控室里就能观测到各配电所里的情况。一旦有停电或其他事件发生,调度员能在最短的时间里响应。为了保证工农业生产的正常进行及人民的正常生活,这个过程是不允许中断的。为了保证整个过程的正常运行,调度员需要不定时地监测正弦调制波的频率变化、峰峰值。如果频率偏移出允许范围,RTU将无法将信号从电缆上送出。另外,信号在电缆中传输时,容易因为接地现象而感应噪声。这些噪声电平足够大时,前置处理系统将无法解调信息而造成通信中断。由于这一信号来得太快,在调度员反应过来按“Hold”键时,波形已过去了一半,只剩下后一半。而采用示波表后,调度员在整个事件发生之后再按下“回放”键,从而轻松重现全过程。利用强大的分析功能,如光标、波形放大等,调度员很快判断出信号的频率变化及电压峰峰值等,并能根据需要存储一些波形。由于台式示波器不具备这一功能,用户非常满意示波表产品的表现。

结语

传统的手持示波表是需要观测的两个电信号加至示波管的X、Y通过以控制电子仪的偏移来进行的,从而也就获得了荧光屏上关于这两个电信号关系的显示波形。显然,这种模拟手持示波表的体积很是庞大,所以在操作上也给工作人员带来了一定的麻烦。

如今,手持示波表已经非常的普及了,其体积小,操作起来简单方便,能够给众多的使用者带来便利。因此说,我们在今天所使用的数字示波仪(手持)已经非常的常见且被人们所认可。我们也相信,在以后,将会有更多好的产品出来为人们服务。