F190系列萬用示波表應(yīng)用案例

關(guān)鍵字：F190系列 萬用示波表

一、產(chǎn)品概況

福祿克公司的F190系列萬用示波表充分體現(xiàn)了速度,性能和分析能力的完美結(jié)合。它具有在高檔臺(tái)式示波器才能發(fā)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo),可以提供200MHz帶寬,2.5Gsps實(shí)時(shí)采樣率以及先進(jìn)的記憶和觸發(fā)功能;同時(shí)具有堅(jiān)固、緊湊、電池供電等特點(diǎn)。具體說來,F190系列還具有以下一些功能和特色:

1.雙通道

60、100和200MHz雙通道,具有高達(dá)2.5Gsps的實(shí)時(shí)采樣率;即觸即測(cè)(Connect-and-View),自動(dòng)觸發(fā),全過程手動(dòng)觸發(fā)模式并帶有外部觸發(fā)功能;示波記錄模式下每通道27500點(diǎn)記錄長(zhǎng)度;可自動(dòng)捕獲和重現(xiàn)100個(gè)屏幕;24個(gè)自動(dòng)波形測(cè)量;光標(biāo)讀數(shù),圖像放大和實(shí)時(shí)時(shí)鐘;4小時(shí)可充電鎳氫電池；二類l000V獨(dú)立的浮地隔離通道；5000字真有效值多用表和趨勢(shì)繪圖無紙記錄儀。

2.多種帶寬可選

可以選擇100MHz和60MHz的型號(hào),可以享受同樣先進(jìn)的功能,而不必為多余的帶寬支出額外的費(fèi)用。

3.真正觀察所有細(xì)節(jié)

利用2.5Gsps的最大實(shí)時(shí)采樣率和4OOps的分辨率,可以真正看到所發(fā)生的情況。兩個(gè)通道具有獨(dú)立的數(shù)字轉(zhuǎn)換器,可以在最大分辨率和清晰度下同時(shí)獲得兩個(gè)波形并進(jìn)行分析。如果一個(gè)異常在屏幕上閃過,只需按一個(gè)Replay(回放)鍵就可以再次看它。

4.深存儲(chǔ)進(jìn)行高分辨率示波記錄

每個(gè)通道可以存儲(chǔ)27500點(diǎn)，可進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)30個(gè)小時(shí)的高分辨率事件記錄，或靜態(tài)捕獲低至50ns的快速間歇和毛刺。連續(xù)滾動(dòng)模式也可存儲(chǔ)象運(yùn)動(dòng)曲線、UPS、供電和馬達(dá)啟動(dòng)等事件。100X圖像放大技術(shù)可以看到最細(xì)微的細(xì)節(jié)。雙通道27500點(diǎn)記錄也可以存儲(chǔ)下來進(jìn)行后續(xù)的分析。

5.先進(jìn)的觸發(fā)模式

靈活地選擇自動(dòng)和手動(dòng)觸發(fā)模式以捕獲任意信號(hào)。即觸即測(cè)功能可以快速和方便地進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)試。手動(dòng)模式包括延時(shí)、視頻和脈寬觸發(fā)。一個(gè)完全隔離的外部觸發(fā)通道對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行同步以進(jìn)行它們之間時(shí)間關(guān)系的故障檢測(cè)。

6.強(qiáng)大的分析功能

為了對(duì)波形示波記錄和趨勢(shì)繪圖進(jìn)行分析,可利用24個(gè)自動(dòng)測(cè)量、光標(biāo)讀數(shù)、圖像放大和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等,直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析,也可以回到辦公室再做。兩個(gè)記錄和10個(gè)波形屏幕可以存儲(chǔ)下來打印或下載至計(jì)算機(jī)。

7.從mV到kV量程更寬

F190系列具有3個(gè)獨(dú)立的浮地隔離通道,每個(gè)通道都滿足二類1000V和三類600V安全認(rèn)證。標(biāo)準(zhǔn)探頭履蓋了從mV到kV的寬廣應(yīng)用,使190示波表成為從微電子到電力的理想測(cè)試工具。

8.多功能測(cè)試工具

和工業(yè)萬用示波表123一樣,190系列也集示波器、萬用表、無紙記錄儀于一身。可充電的鐮氫電池可以提供連續(xù)4小時(shí)操作。充電時(shí)間僅需4小時(shí)。節(jié)電和自動(dòng)關(guān)機(jī)功能甚至可以輕松進(jìn)行一整天的工作。

9.自動(dòng)捕獲和重現(xiàn)100個(gè)屏幕

及時(shí)按下Replay鍵,即可追蹤先前發(fā)生的事件。在通常的情況下,儀器連續(xù)記錄最新的100個(gè)屏幕。每當(dāng)一個(gè)新的屏幕被捕獲時(shí),最老的屏幕被自動(dòng)刷新。可以在任意時(shí)刻凍結(jié)最新的l00個(gè)屏幕,通過攘動(dòng)一屏一屏地觀察或作為一個(gè)動(dòng)態(tài)的圖形連續(xù)重放z也可以利用光標(biāo)讀數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。利用先進(jìn)的觸發(fā)能力可以捕獲多達(dá)100個(gè)特定的事件。雙通道的各l00個(gè)屏幕捕獲帶有獨(dú)立的時(shí)間標(biāo)記可以存儲(chǔ),重現(xiàn)或下載至PC。

二、應(yīng)用案例

既然F190系列具有這么多的特點(diǎn)和功能,讓我們來看看它的幾個(gè)典型應(yīng)用的案例。

1.數(shù)控機(jī)床維護(hù)

目前機(jī)加工設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)90%以上,數(shù)控機(jī)床(數(shù)控加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控鏡床、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等)的應(yīng)用越來越廣泛。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)工作占到機(jī)床調(diào)試和維修工作的65%以上,選擇合適的測(cè)試設(shè)備是調(diào)試和維護(hù)人員提高工作效率的關(guān)鍵。

在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)階段,會(huì)用到中高檔的示波器甚至邏輯分析儀,但這些設(shè)備在生產(chǎn)的聯(lián)機(jī)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段以及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、維修階段對(duì)測(cè)試儀器都有特殊的要求。

在實(shí)際應(yīng)用中,數(shù)控系統(tǒng)都有掉電保護(hù)功能,即當(dāng)電網(wǎng)掉電時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并在系統(tǒng)供電還可以維持的時(shí)間內(nèi)把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。實(shí)際電路在實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有問題,但在實(shí)際使用中反饋的情況是有時(shí)候電路不起作用。另外數(shù)控系統(tǒng)在正常工作中會(huì)突然死機(jī)。究竟是什么原因造成的呢?通過分析工程師認(rèn)為是電網(wǎng)的異常信號(hào)造成的,為了證明這一判斷,必須通過儀器捕捉到這一信號(hào)。

使用模擬示波器不能同時(shí)觀測(cè)電網(wǎng)和電路的信號(hào),也無法捕獲偶發(fā)的單次信號(hào)。利用福祿克的手持式示波表,可以很好地解決這一問題。因?yàn)槭静ū淼膬蓚€(gè)通道是完全隔離的,我們可以直接用示波表的兩個(gè)通道觀測(cè)電網(wǎng)和電路的信號(hào)。因?yàn)樾盘?hào)是偶發(fā)的,且觸發(fā)條件不明確,可選擇波形記錄方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)時(shí),停止波形記錄,分析已記錄的波形,發(fā)現(xiàn)是電網(wǎng)信號(hào)的跌落造成系統(tǒng)誤認(rèn)為是掉電信號(hào),而此時(shí)的系統(tǒng)不能按正常程序工作造成死機(jī)。掉電保護(hù)電路不起作用與電網(wǎng)沒有直接關(guān)系。

通道隔離和波形記錄功能解決了用戶的具體問題,同時(shí)100幅波形回放功能對(duì)于用戶捕獲類似于跌落信號(hào)這樣的波形非常有用。標(biāo)準(zhǔn)配置的探頭就可以直接測(cè)量電網(wǎng)波形,省卻了用戶購(gòu)買高壓探頭的費(fèi)用。電池供電和便攜功能非常適合數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。

2.UPS安裝與維護(hù)

UPS是電信系統(tǒng)中保證設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著對(duì)通信質(zhì)量要求的日益增高,對(duì)UPS的性能也提出了更高的要求。因此UPS投運(yùn)之前和之后的測(cè)試成為一種必要的工作。

傳統(tǒng)的方陸是利用示波器觀察一些信號(hào)的波形,再利用功率表和多用表測(cè)量其他電氣參數(shù)。由于越來越多的用戶對(duì)UPS的動(dòng)態(tài)指標(biāo)非常重視,而且要求儀表能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速測(cè)量,傳統(tǒng)的手段已無法滿足應(yīng)用的要求。利用Fluke199/200MHz示波表可以方便地解決一系列傳統(tǒng)手段較難實(shí)現(xiàn)的測(cè)試和測(cè)量工作。具體說明如下:

首先利用Fluke 199的深存儲(chǔ)器和示波記錄捕獲UPS加載、加電、切換備用電等動(dòng)態(tài)過程。UPS加載時(shí)要求穩(wěn)態(tài)過程低于20ms,切換備用電時(shí)要求穩(wěn)定時(shí)間低于5ms。由于Fluke 199示波表在示波記錄功能下可最快以10ms的時(shí)基進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)11s的連續(xù)波形記錄,可以完整記錄下動(dòng)態(tài)信號(hào)發(fā)生的全過程,然后用圖像放大和光標(biāo)讀數(shù)等分析功能觀察和讀取其穩(wěn)定時(shí)間。利用Fluke 199的外觸發(fā)和回放功能也可方便進(jìn)行上述測(cè)量。

然后利用示波回放功能對(duì)多個(gè)單次事件進(jìn)行記錄和分析。UPS在啟動(dòng)過程中可能出現(xiàn)間歇性尖峰信號(hào)。利用脈沖觸發(fā)方式,儀器將自動(dòng)捕獲多達(dá)100個(gè)觸發(fā)事件,這樣就可以完整記錄啟動(dòng)過程中所出現(xiàn)的各種異常事件。然后利用回放功能鍵將捕獲的屏幕調(diào)出來,用圖像放大和光標(biāo)讀數(shù)進(jìn)行分析。

例如:功率和功率因數(shù),電流和相位,同時(shí)利用軟件可以實(shí)現(xiàn)諧波分析,這樣可以省去到現(xiàn)場(chǎng)工作攜帶大量?jī)x表的不便。

3.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化監(jiān)控維護(hù)

不論是在研究開發(fā)還是在實(shí)際工作中,我們會(huì)需要分析一些快速變化的信號(hào)。這類信號(hào)的全過程非常短暫,但蘊(yùn)含豐富的信息。在捕捉這類信號(hào)時(shí),我們往往會(huì)丟失信號(hào)的頭部。F190系列為揭開這類信號(hào)的真面目作出了有益的貢獻(xiàn)。

F190系列示波表總是把波形自動(dòng)地存儲(chǔ)在很深的存儲(chǔ)器中,無須用戶的干預(yù)。示波器2×27.5K個(gè)采樣點(diǎn)的存儲(chǔ)器為圓柱形構(gòu)造,可以保存100個(gè)通道A和B的波形,保證用戶的手里總有波形信號(hào)的歷史記錄。

回放自動(dòng)記憶功能對(duì)于分析上面提到的快速變化信號(hào)特別有用。下面以在某市區(qū)供電局的一次實(shí)地測(cè)試為例來說明這個(gè)問題。

市區(qū)供電局的調(diào)度室通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)RD800監(jiān)控分布在市區(qū)各地配電所內(nèi)的遠(yuǎn)方傳輸單元(RTU),如圖4所示。

圖4 供電局調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

變送器送出的4~20mA信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)調(diào)制到正弦波上。從RTU通過音頻電纜或光纜傳到前置處理系統(tǒng)；前置處理系統(tǒng)通過調(diào)制解調(diào)等預(yù)處理解調(diào)，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成一個(gè)數(shù)字信號(hào),送至后臺(tái)控制系統(tǒng)處理。這樣,調(diào)度員在主控室里就能觀測(cè)到各配電所里的情況。一旦有停電或其他事件發(fā)生,調(diào)度員能在最短的時(shí)間里響應(yīng)。為了保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行及人民的正常生活,這個(gè)過程是不允許中斷的。為了保證整個(gè)過程的正常運(yùn)行,調(diào)度員需要不定時(shí)地監(jiān)測(cè)正弦調(diào)制波的頻率變化、峰峰值。如果頻率偏移出允許范圍,RTU將無怯將信號(hào)從電纜上送出。另外,信號(hào)在電纜中傳輸時(shí),容易因?yàn)榻拥噩F(xiàn)象而感應(yīng)噪聲。這些噪聲電平足夠大肘,前置處理系統(tǒng)將無撞解調(diào)信息而造成通信中斷。由于這一信號(hào)來得太快,在調(diào)度員反應(yīng)過來按Hold鍵時(shí),波形已過去了一半,只剩下后一半。而采用F190系列示波表后,調(diào)度員在整個(gè)事件發(fā)生之后再按下回放鍵,從而輕松重現(xiàn)全過程。利用強(qiáng)大的分析功能,如光標(biāo)、波形放大等,調(diào)度員很快判斷出信號(hào)的頻率變化及電壓峰峰值等,并能根據(jù)需要存儲(chǔ)一些波形。由于臺(tái)式示波器不具備這一功能,用戶非常滿意F190產(chǎn)品的表現(xiàn)。