Mätteknik med multimeter och oscilloskop

**#166** » 23:40:14, 29-03-2016

Ola kolla tidigare i tråden där skriver Towil vilka han har och länk till en Polsk web som är bra och billiga.
Inlägg #68

**#167** » 23:42:29, 29-03-2016

http://www.tme.eu har jag köpt mina ifrån.

Vill du handla i sverige till ett dyrare pris heter de Elma
http://www.elma-instruments.se

**#168** » 07:12:22, 30-03-2016

Det här med bandbredd, har det inte något med att göra att scopet är rättvisande upp till tex 20 Mhz, sen visar det mer men med mindre tillförlitlighet? På ett analogt scop blir det ett diffust tak och på ett digitalt ett tvärt tak för absolut max frekvens.
Hu är det med dom kraven, rättvisande upp till specad frekvens?

**#169** » 18:41:24, 30-03-2016

Är som jag skrev max -3dB dämpning på signalen är definitionen. Sedan så har alla en liten marginal.
När och hur taktet infinner sig är olika.

**#170** » 01:43:31, 09-04-2016

Fast Fourier Transform (FFT) och signalreflektion.

I denna oscilloskop del skall vi titta på matematikfunktionen FFT för att omvandla en signal i tidsdomänen till en signal i frekvensdomänen samt med hjälp av signalreflektion mäta längden på en koaxialkabel.

Sinusvåg i den gula tidsdomäen känner vi alla igen. Om man nu tittar på den där man istället har frekvens på X axlen och styrka på Y axlen så der ser det ut som i den lila.
Här kan man se att det är en top vid 1kHz. Noll Hz är längs till vänster och varje skalstreck åt höger ökar frevensen med 1kHz
Nu skall jag påpeka att Rigol har en av de sämsta FFT funktioner av de vanligaste märken på oscilloskop.
Här ser 1kHz ut som fet bergstop som sprider ut sig över flera hundra hertz när det igentligen är en smal spik som sticker ut från bruset på botten.

Om man nu lägger på ytterligare en sinus signal på 2kHz så ändrar sig den gula kraftigt. Och det blir svårt att veta vad signalen egentligen består av.
I frekvens domänens syns det att den består av två signaler på 1 och 2kHz.

Är i detta sammanhang begreppet övertoner kommer in. En överton är en signal på en heltals multipel på frekvensen av huvudsignalen.
Man delar upp övertoner i udda och jämna beroende på om multipeln är ett udda eller jämnt tal.
Första övertonen efter huvudtonen kallas den andra (2) övertonen efter den är den tredje(3) övertonen. Logiskt va.

Nu har den gula ändrat sig lite men det är samma två frekvens toppar som innan(ignorera den längst till vänster är 0Hz eller DC).

Det som har hänt är att de två sinusvågorna är 90 grader fasförskjutna i förhållande till varandra.

Om man nu läger in en 3:e överton blir vågen lite mera kantig.

Om man nu läger till den 5:e övertonen så blir den gula tidsdomänvågen ännu kantigare.

Om man nu matar oscilloskopet med en fyrkantsvåg så ser man att den uppbyggd av udda övertoner.
Vad kan man nu dra för slutsatser av detta?
Jo, att snabba spänningsförändringar skapar en mängd med övertoner. En teoretiskt momentan övergång på en fyrkantsvåg skapar ett oändligt antal udda övertoner.
Där av att PWM signaler andra switchade elektriska saker (typ. LED lampor och switchade nätadaptrar) spyr ur sig höga frekvenser.
Här blir det då problem om man skiter i att hantera dessa så att de smiter ut i det fria typ billigt kina skräp.

Signalreflektion.

Hur lång är en kabel?

In signal 1Vpp från funktionsgeneratorn med en impedans av 50Ω genom en kabel med 50ohm impedans terminerad i 50ohm i oscilloskopet.

Om man växlar termineringen till 1MΩ så blir plötsligt spänningen 2Vpp.
Det som händer är att när impedansen plötsligt ändras så får man signalreflektion och spänningen stiger.

Nu skall vi köra spänning i en kabel som där ena ändan där ledarna inte är förbundna. Det är helt enkelt avbrott i kabeln på slutet.
Ni kan se att ena ändan sitter i ett T förgrening på oscilloskopet och den andra ändan är inte ansluten till något.

Nu börjar det bli kul för när generatorn kickar iväg elektronerna har de ingen aning om att det är avbrott i ledningen längre fram så de knatar iväg glatt.
Efter en halv meter kommer de till en korsning åt ena hållet är 1Mohm impedans (här sitter oscilloskopet och tjuvkollar och mäter) det andra hållet är 5oΩ, så de väljer den eftersom de kom från 50Ω hållet.

Vi befinner oss nu vid t-korset på oscilloskopet på bilden är det vid 0V punkten här hacket börjar. Elektronerna knatar på ledningen och plötsligt tar det stopp.
Vi är nu halvvägs in på hacket. Elektronerna försöker stanna men då protesterar herrarna kabel kapacitans och induktans, de kräver att ni skall allt fortsätta.
Det blir överfullt i ändan på kabeln och tillslut så börjar elektroner att knata tillbaka i kabeln. De kommer till t-korset igen där oscilloskopet sitter mäter.
Vi befinner oss nu i slutet på hacket och spänningen stiger åter igen. Efter en halvmeter når de generatorn igen och här finns ett familjärt 50Ω impedans att mjukt bromsas upp i.
Nog med allegori ellära för idag.

Här ser ni det lilla hacket kraftigt utdraget i tiden genom att man ökar svephastigheten på oscilloskopet så att man bara se en mindre del av fyrkantsvågen.
Mellan de två vertikala strecken är tiden det tar för signalen att färdas fram och tillbaka. I detta fall 308 nano sekunder.

Nu vet vi nästan allt för att räkna ut längden på kabeln. Det som fattas är hastigheten som elektronerna rör sig i kabeln. RG58 kabel har en hastighetsfaktor av 0,66.
Så elektronerna rör sig med 66% av ljusets hastighet. Ljusets hasighet är 0,3m/ns. Sedan är det halva längden för eftersom tiden var för fram och tillbaka.
Så kabelns längd är 30,5m.
Nu undrar alla hur lång är den i verkligheten. Blev förvånad själv när jag mätte den till 30,5m.

**#171** » 08:41:24, 09-04-2016

Perfekt! det har blivit en kabelavbrottsfinnare!! Helt klart överkurs för mig.
Är det alltid oavsett frekvens samma "elfart" i en koax (0,66 av ljusfart)
Vad är det för fart i vanliga fall tex i en kraftledning?

**#172** » 08:52:24, 09-04-2016

Janson1 skrev:Är det alltid oavsett frekvens samma "elfart" i en koax (0,66 av ljusfart)

Nej, faktorn beror på vilken induktans och kapacitans det är mellan fram (+ )och återledaren (-).
Eller så löser man ut hastighetsfaktorn i formlen innan och mäter tiden på en känd kabellängd.

**#173** » 09:28:09, 09-04-2016

Du måste väl kunna ta multimetern och mäta kapactans och induktans på kabeln?

**#174** » 09:52:35, 09-04-2016

Mycket intressant, mina begränsade kunskaper inom elektronik/ellära, tillåter mig att förstår och följa ditt resonemang.....tyvärr är de inte tillräckligt bra för att jag ska klara av att genomföra demonstrationerna själv. :buga:

Men det är en annan sak som väckte min uppmärksamhet, vi är nu i ett område där mekanik och elektronik har en beröringspunkt. Jag har en gång i tiden läst en kurs: Vibrationsannalys/Maskinvibrationer (eller något liknande, Namnet på kursen alltså)

Likheterna:
Det du kalla signal kallar jag vibration, impedans kallar jag dämpare och reflektion kallar jag resonans. ( om jag nu inte missförstått något)

När man vill analysera hur ett mekaniskt system uppförsig under yttre påverkan av olika frekvenser, så ger man som en impuls = "ett slag med en hammare" ( "fyrkant våg") , och mäter svaret med hjälp av en accelerometer man fäst på lämplig del av systemet.

Man analyserar sedan "signalen" från accelerometern m.h.a Fouriertransform för att se vilka frekvenser som ger resonans = de frekvenser som man vill undvika att utsätta systemet för.
Som hjälpmedel för detta så kan man använda en.... (Tyvärr vet jag inte om jag klarar av det längre... :snow:

)

....man kan också mäta befintliga vibrationer i ett system (maskin) för att identifiera källan ( se om frekvensen stämmer med en skadad tand på ett kugghjul, ett kullager som är nära att lämna in eller någon obalans. ( osv,) ....när man vet frekvensen så kan man försöka hitta källan.

**#175** » 13:25:03, 09-04-2016

jörgen.ottosson skrev:Likheterna:
Det du kalla signal kallar jag vibration, impedans kallar jag dämpare och reflektion kallar jag resonans. ( om jag nu inte missförstått något)

Det är samma lagar som styr vågutbredning i mekaniska, akustiska och elektriska system.
Resonans är ett specialfall vid reflektion när mediets läng är en multipel av insänd period.
Resoans
https://youtu.be/DovunOxlY1k?t=7m15s

Impedans
https://youtu.be/DovunOxlY1k?t=10m39s

Som jag har skrivit innan se hela videon från början. Även att den är från -59 så har jag inte hittat någon bättre som demonstrerar vågors fortplantning .

**#176** » 20:17:00, 09-04-2016

RuneStone skrev:Du måste väl kunna ta multimetern och mäta kapactans och induktans på kabeln?

Nej, det är Inte så enklet.

**#177** » 20:26:45, 09-04-2016

Nu vekar oscillskop delen blivit för avancerad om man läser på kommentarerna eller?
Mycket av det man gör med oscilloskop är snabba förlopp och då är DC elläran med ohmslag en för enkel modell. Nu är ju inte detta tänkt att vara en kurs i ellära.

Så vad vill ni se så att jag hamnar på rätt nivå?