- Akımı Ölçmek için Osiloskop nasıl kullanılır
- 1. Şönt Direnç Kullanma
- 2. Güncel Prob Kullanımı
- 3. Hızlı ve Kirli Bir Yöntem
- Sonuç
Akımı ölçmek basit bir iştir - tek yapmanız gereken, ölçmek istediğiniz devreye bir multimetre bağlamaktır ve sayaç size kullanabileceğiniz temiz bir değer verir. Bazen bir multimetreyi ölçmek istediğiniz şeyle seri olarak yerleştirmek için devreyi gerçekten 'açamazsınız'. Bu da oldukça basit bir şekilde çözülür - sadece devredeki bilinen bir direnç boyunca voltajı ölçmeniz gerekir - o zaman akım, voltajın dirence bölünmesiyle elde edilir (Ohm yasasına göre).
Değişen sinyalleri ölçmek istediğinizde işler biraz karmaşıklaşır. Bu, multimetrenin yenileme hızının (saniyedeki örnek sayısı) insafına kalmıştır ve ortalama bir insan, saniyede bir ekranda yalnızca bu kadar çok değişikliği anlayabilir. Multimetrenizde bir RMS voltaj ölçümü varsa AC ölçümü biraz daha basit hale gelir (RMS voltajı, o voltajın bir DC kaynağının üreteceği güç miktarını ileten bir AC sinyalinin voltajıdır). Bu kesinlikle periyodik sinyaller ile sınırlıdır (kare dalgalar ve benzerleri, RMS ölçümü 'doğru' olmadıkça kesinlikle söz konusu değildir, o zaman bile ölçümün doğruluğu konusunda hiçbir garanti yoktur). Çoğu multimetre, aynı zamanda, birkaç yüz Hertz'in üzerindeki AC ölçümünü önleyen, düşük geçişli filtrelidir.
Akımı Ölçmek için Osiloskop nasıl kullanılır
Osiloskop, insan algısı ile bir multimetrenin sabit değerleri arasındaki boşluğu doldurur - bir sinyalin bir çeşit voltaj-zaman 'grafiğini' gösterir, bu da bir multimetredeki değişen sayılar kümesine kıyasla değişen sinyallerin daha iyi görselleştirilmesini sağlar..
Doğru ekipman kullanıldığında, birkaç gigahertz'e kadar frekanslara sahip ölçüm sinyalleri de mümkündür. Ancak osiloskop, yüksek empedanslı bir voltaj ölçüm cihazıdır - akımları bu şekilde ölçemez. Akımları ölçmek için bir osiloskop kullanmak, akımı bir voltaja dönüştürmeyi gerektirir ve bu birkaç yolla yapılabilir.
1. Şönt Direnç Kullanma
Bu belki de akımı ölçmenin en basit yoludur ve burada ayrıntılı olarak tartışılacaktır.
Buradaki akım-voltaj dönüştürücü mütevazı bir dirençtir.
Temel bilgi bize, bir direnç üzerindeki voltajın içinden geçen akımla orantılı olduğunu söyler. Bu, Ohm yasasıyla özetlenebilir:
V = IR
V, direnç boyunca voltaj olduğunda, I dirençten geçen akım ve R, direncin direncidir, hepsi kendi birimlerinde.
Buradaki hile, şönt direnç boyunca voltaj düşüşü yerleştirildiği devre boyunca daha az voltaj düşmesine neden olduğundan, ölçülen genel devreyi etkilemeyen bir direnç değeri kullanmaktır. Genel bir kural kullanmak olacaktır. Ölçülen devredeki akımın şöntten etkilenmesini önlemek için ölçülen devrenin direncinden / empedansından çok daha küçük (iyi bir başlangıç noktasında on kat daha az) bir direnç.
Örneğin, bir DC-DC dönüştürücüdeki transformatör ve MOSFET, onlarca miliohm'luk bir toplam (DC) dirence sahip olabilir; büyük (diyelim) 1Ω'lik bir direnç yerleştirmek, voltajın çoğunun şönt boyunca düşmesine neden olur (unutmayın seri dirençler, dirençler boyunca düşen voltaj oranı, dirençlerinin oranıdır) ve dolayısıyla daha büyük bir güç kaybı. Direnç, ölçüm için akımı bir voltaja dönüştürür, böylece güç işe yaramaz. Aynı zamanda, küçük bir direnç (1mΩ), üzerinden yalnızca küçük (ancak ölçülebilir) bir voltaj düşürecek ve voltajın geri kalanını faydalı bir iş yapmak için bırakacaktır.
Şimdi, bir direnç değeri seçtikten sonra, prob toprağını devre toprağına ve prob ucunu aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi şönt direncine bağlayabilirsiniz.
Burada kullanabileceğiniz birkaç düzgün numara var.
Şantınızın 100mΩ'luk bir dirence sahip olduğunu varsayarsak, o zaman 1A'lık bir akım 100mV'luk bir voltaj düşüşüne neden olur ve bize amp başına 100mV'luk bir 'hassasiyet' verir. Dikkatli olursanız bu hiçbir soruna yol açmaz, ancak çoğu zaman 100mV tam anlamıyla alınır - başka bir deyişle, 100mA ile karıştırılır.
Giriş ayarınızı 100X olarak ayarlayarak bu sorunun üstesinden gelinebilir - prob zaten 10X zayıflatıyor, bu nedenle sinyale bir 10X daha eklemek onu amfi başına 1V'ye geri getirir, yani giriş 10 ile 'çarpılır'. Çoğu osiloskop ile birlikte gelir bu giriş zayıflamasını seçebilme özelliği. Ancak, yalnızca 1X ve 10X'i destekleyen kapsamlar olabilir.
Bir başka kullanışlı küçük özellik, ekranda görüntülenen dikey birimleri ayarlayabilmektir - V, diğerleri arasında A, W ve U olarak değiştirilebilir.
Şantı alçak tarafa yerleştiremediğinizde işler karmaşıklaşır. Skop toprağı doğrudan toprağa bağlıdır, bu nedenle güç kaynağınızın da topraklanmış olduğunu varsayarsak, prob topraklama klipsini devrede herhangi bir rastgele noktaya bağlamak, bu noktayı toprağa kısa devre yapacaktır.
Bu, diferansiyel ölçüm denen bir şey yapılarak önlenebilir .
Osiloskopların çoğu, görüntülenen dalga formları üzerinde matematiksel işlemler gerçekleştirmek için kullanılabilen bir matematik işlevine sahiptir. Bunun gerçek sinyali hiçbir şekilde değiştirmediğini unutmayın!
Burada kullanacağımız işlev, seçilen iki dalga biçiminin farkını gösteren çıkarma işlevidir.
Gerilim, iki nokta arasındaki potansiyel fark olduğundan, her noktaya bir sonda bağlayabilir ve şekilde gösterildiği gibi topraklama klipslerini devre toprağına bağlayabiliriz.
İki sinyal arasındaki farkı görüntüleyerek akımı belirleyebiliriz.
Yukarıda kullanılan aynı 'zayıflama' numarası burada da geçerlidir, sadece her iki kanalı da değiştirmeyi unutmayın.
Şönt direnç kullanmanın dezavantajları:
Şönt direnci kullanmanın birkaç dezavantajı vardır. Birincisi, % 5 kadar kötü olabilecek toleranstır. Bu, biraz güçlükle açıklanması gereken bir şeydir.
İkincisi, sıcaklık katsayısıdır. Dirençlerin direnci sıcaklıkla artar ve bu da belirli bir akım için daha büyük bir voltaj düşüşüne neden olur. Bu, özellikle yüksek akım şönt dirençlerinde kötüdür.
2. Güncel Prob Kullanımı
Hazır akım probları ('akım pensleri' olarak adlandırılırlar; devreleri kesintiye uğratmadan kablolara kenetlenirler) piyasada mevcuttur, ancak engelleyici maliyetleri nedeniyle bunları kullanan pek çok hobici görmüyorsunuz.
Bu problar iki yöntemden birini kullanır.
İlk yöntem, bir yarı-dairesel bir ferrit çekirdek etrafında bir bobin yara kullanılmasıdır. Teldeki akım, probun etrafına kenetlendi, ferritte bir manyetik alan oluşturur. Bu da bobinde bir voltaj oluşturur. Voltaj, akım değişim oranı ile orantılıdır. Bir entegratör dalga formunu 'entegre eder' ve akımla orantılı bir çıktı üretir. Çıkış ölçeği tipik olarak amper başına 1mV ile 1V arasındadır.
İkinci yöntem, iki ferrit yarım daire arasında sandviçlenmiş bir Hail sensörü kullanır. Hall sensörü, akımla orantılı bir voltaj üretir.
3. Hızlı ve Kirli Bir Yöntem
Bu yöntem, kapsam ve sonda dışında ekstra bileşen gerektirmez.
Bu yöntem, güncel bir araştırma kullanmaya benzer. Sonda topraklama kablosunu ölçülecek akımı taşıyan telin etrafından dolayın ve ardından topraklama klipsini prop ucuna bağlayın.
Üretilen voltaj yine akımın değişim hızıyla orantılıdır ve bunu bir akım olarak yorumlamak için dalga formu üzerinde biraz matematik yapmanız gerekir (yani entegrasyon; çoğu kapsamda buna 'matematik' menüsü vardır).
Elektriksel olarak konuşursak, kısaltılmış sonda, şekilde gösterildiği gibi temelde bir akım trafosu gibi davranan bir tel döngü oluşturur.
Sonuç
Bir osiloskop kullanarak değişen akım dalga biçimlerini ölçmenin birkaç yöntemi vardır. En basit olanı, bir akım şönt kullanmak ve üzerindeki voltajı ölçmektir.