鼎阳示波器在高频机械上的应用


什么是高频波?很多人存在疑问,并且不知道怎么回答这个问题。

其实高频波是超声波的一种,他们的区分标准是频率。当超声波的频率大于100KHz时,我们就称之为高频波。高频波利用摩擦生热的原理产生大量的热量达到焊接和熔接的目的。比如我们经常遇到的高频波塑料熔接机,利用的就是顿时产生的巨大能量,熔接目标物体。

高频塑胶熔接机(简称高频机,英文Hing freguency plastIC wELDer),是由电子管将电能转化为电磁波,经过振荡成为高频电磁场,再过各种传输路径把高频传送到镆具(上极),PVC胶布在镆具与接地(即高频电磁场的上、下极)之间,塑料极性分子发生极化现象剧烈运动而产生热量。胶布在模具压力下达到熔接定型的效果。

高频机的关键技术就是产生高频电磁场。熔接机的真空管将高压电能转换为电磁能,经振荡桶的振荡,产生高频电磁场。振荡桶的振荡频率直接影响输出力的强弱,进而影响产品的熔接好坏,如何测定振荡频率然后调节至适当大小就变得至关重要。在机械化、数字化的今天,高频塑胶熔接机振荡频率的调节仍然靠工人凭借经验调节。这种人工调节方式常常导致产品熔接有缺陷甚至失败,生产成本上升,因此使用电子仪器测量最佳振荡频率是解决此问题的最佳办法。

鼎阳示波器在高频机械上的应用

由于电磁能振荡处于升压之后,此时的电压有几千伏至上万伏,如何测量高压环境下的信号频率呢?作为通用基础测量仪器的示波器就可以应付这种情况。有两种方式可以测量振荡频率,一种是直接测量法,使用高压衰减探头将信号衰减后输入示波器实现直接测量,另一种感应法,是使用普通无源探头感应高压环境下的电磁场来实现测量。在测量点的选择上,感应法是将无源探头当成感应天线来使用,熔接机正常工作情况下在机器周边一定范围内都会产生振荡后的高频电磁场,探头在高频电磁场的任意位置都可实现振荡频率测量。在安全性上,感应法无须直接接触机器电路部分,只需将探头靠近机器即可,不会对机器和人身造成危害。在性价比方面,由于直接测量法需要外加高压衰减探头,成本会比感应法测量高出很多。所以用感应法测量熔接机的振荡频率成为最佳选择。

数字示波器有两种方法测量信号频率:软件方法和硬件方法。软件方法就是软件在示波器内存实时存储的波形中截取其中一段计算平均周期,然后转换成频率。硬件方法的频率是由硬件频率计测得的,硬件频率计将计算得到的触发电路每秒触发次数作为频率,因此测量时要保证信号是触发状态下的。软件方法和硬件方法在测量规则波形时测量值是一致的,但对于不规则波形测量值就会有较大差异,此时软件方法测得的数值在不停的改变已失去实际意义,硬件方法测得数值较稳定也更接近平均频率,可作为参考。并且在测量振荡频率时对其精度要求较高,需要精确到小数点后3位,软件测量值只到小数点后2位,硬件频率计可以达到3位以上。由于对频率精度要求高,所以最好选择计使用有源晶振的示波器。由于一般的示波器都是配置的无源晶振,所以笔者选择了鼎阳SDS1000CFL系列的数字示波器,其6位实时计数的有源晶振频率计完全满足对测量精度的要求。

鼎阳示波器在高频机械上的应用

笔者在实际测量中发现,信号噪声干扰较大,导致硬件频率计显示与实际不对,这就要求示波器很够有很好的过滤处理噪声的能力,SDS1000CFL以其独特的数字滤波功能(含低通、高通、带通、带阻),可有效避免噪声引起的误触发,使测量值更加精确。下图为笔者用1KHz,40mV信号模拟受干扰信号得到的测量值,由图可以发现打开数字滤波后的频率测量值和实际信号一致。

鼎阳示波器在高频机械上的应用

1KHz信号,测量值为913.894Hz

鼎阳示波器在高频机械上的应用

1KHz信号 ,打开数字滤波,测量值为1KHz

感应法测量不同于普通测量,感应法测量时无源探头的探针和接地鳄鱼夹之间形成虚拟回路,当有电磁场通过这个回路时会产生感应电并通过探头传入示波器,所以接地鳄鱼夹不接地,将探针与鳄鱼夹分开形成线性天线或将探针与鳄鱼夹连接起来形成环状天线即可。而普通测量时需要将接地鳄鱼夹接地,以避免噪声的干扰。由于只需要测量频率值,操作步骤比较简单,首先将示波器水平档位和垂直档位调节到适当位置(事先需要多次的测试),打开数字滤波功能,探头感应信号,观察硬件频率计读数,最后记录统计不同产品的最佳振荡频率。在生产相应产品时先将振荡频率调至最佳再生产,提高产生合格率。

感应法测量振荡频率的方式可运用于类似工作原理的其他高频机械上,这只是示波器的一个简单应用。随着在功能的增加和精度的提高,示波器将在测试测量领域获得更多的应用和普及。

Related Articles

鼎阳示波器在电源纹波测试上的应用

02/28 00:44
鼎阳示波器在电源纹波测试上的应用
如今的电子设备层出不穷,各种供电模块/电源也是日新月异,如何精准.便捷的测试电源纹波,筛选符合自己要求的电源设备已经成为广大工程师必须面对的一个问题.如何利用数字示波器对电源纹波进行测试已经成为新一代公司所必须面对的问题. 1 测量方法 测量纹波首先必须知道正确的测量方法,很多工程师拿数字示波器测量出来几百mV的纹波值,和参数规格一比,完全差了几十的倍数这个肯定是测量方式不正确造成.下面以鼎阳公司的SDS1000为例,进行常规测量所采用的正确操作步骤. 打开SDS1000的带宽限制功能,限制示波

正弦变频器与PLC通讯在胶辊机械上的应用

12/06 00:28
一. 前 言 在现代工业控制系统中,PLC和变频器的综合应用最为普遍.比较传统的应用一般是使用PLC的输出接点驱动中间继电器来控制变频器的启动.停止或是多段速,采用PLC加D/A 扩展模块控制变频器的频率.采用D/A扩展模块控制变频器的频率时,容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响,使整个系统的工作稳定性和可靠性降低.从经济的角度来考虑,当需要控制多台变频器时,如果采用D/A扩展模块,成本将是使用RS-485通讯的多倍,例如:一块 FX2N-2DA(两路模拟量输

示波器在主板维修平台上的连接

01/23 11:32
(1)示波器的铁质外壳(屏蔽)与其220V电源插头(三线制)中的地线是相连的,因此,主板维修平台上的多孔电源插板应该具有良好的地线配置,使示波器及其他设备的外壳能够良好接地.这样,一方面是为了安全,防止设备外壳漏电伤及人身:另外,设备的屏蔽层妥善接地后可防止相互之间的电磁干扰. (2)用一根多股铜编织线将示波器的地线桩与主板维修平台专用的ATX电源的地线(黑色线)可靠地连接.这样,当维修专用ATX电源的20针插头接插在待修主板的电源插座上时,示波器的地线就与待修主板的地线相通了.于是,就可以去掉

使用示波器探头时注意事项

08/08 19:04
这里谈谈通用示波器探头在使用中容易被忽视的几点注意事项. 一.带宽. 这个通常会在探头上写明,如果探头的带宽不够,示波器的带宽再宽也无用.这点在购买二手示波器的配套检波探头时最需要注意. 二.探头的阻抗匹配. 探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节,通常在探头的检测线靠近示波器一端(BNC头端内部)有一个可调电容,一些探头在靠近探针一端也有可调电容,它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的,如果阻抗不匹配的话,测量到的波形将会变形.调节示波器探头阻抗匹配的方法如下: 1.将示波器的输入选择打在

示波器探头的使用注意事项

10/22 22:25
别看一个示波器探头很简单,其实还是很有讲究的.以下是圈圈使用示波器探头的一点小经验,供大家使用时参考一下. 首先是带宽,这个通常会在探头上写明,多少MHz.如果探头的带宽不够,示波器的带宽再高也是无用,瓶颈效应. 匹配部分进行调节.通常在探头的靠近示波器一端有一个可调电容,有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容.它们是用来调 节示波器探头的阻抗匹配的.如果阻抗不匹配的话,测量到的波 形将会变形.调节示波器探头阻抗匹配的方法如下:首先将示波 器的输入选择打在GND上,然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出

纺织机械中变频器的应用

09/22 10:04
1 交流变频调速的特点 1.1 减少功耗降低成本 纺织厂离不开空调设备.当空调电机使用变频调速器控制后,降低了功耗,大大节省了用电支出.据某公司提供的数据,全年12台空调机可节电24余万元,空调用电单耗平均下降了6.7个百分点. 1.2 简化了机构提高了性能 通过PLC可编程序控制器或工控机的控制,再经变频调速器实现多电机的同步协调运转.根据生产工艺曲线控制各机构的运动,进而简化了机构.比如粗纱机利用交流变频调速,去掉了锥轮变速机构,从而克服了锥轮变速皮带打滑变速不准的问题. 而对于细纱机来说,

双线同步示波器的业余制作

11/01 06:36
双线同步示波器的业余制作
本文介绍的一款简单易制的示波器,是基于旧式的电子管双线示波器SBR-1制作,Y轴频率响应为O-1MHz,灵敏度为2mV/cm-20V/cm(按1-2-5进制分档),输入电阻1MΩ,×轴扫速为l u s/cm-5s/cm(按1-2-5进制分档).读者如果有其它型号的旧式示波器零件,也可使用本电路作为参考. 电路原理 本示波器的电路分为如下几个部分: 1.垂直通道(Y轴),见图1: 2.水平通道(X轴)与时基电路,见图2.3: 3.高压电源和示波管电路,见图5: 4.中低压电源,见图4. 下面逐一介

示波器的工作原理和使用方法

12/25 12:30
示波器的工作原理和使用方法
在数字电路实验中,需要使用若干仪器.仪表观察实验现象和结果.常用的电子测量仪器有万用表.逻辑笔.普通示波器.存储示波器.逻辑分析仪等.万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍.示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器.本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法. 1 示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器.它是观察数字电路实验现象.分析实验中的问

示波器基础知识

06/27 00:38
示波器基础知识
1.1 说明和功能 我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表. 普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数.而示波器则与共不同.示波器具有屏幕,它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化,即波形. 示波器和电压表之间的主要区别是: 1.电压表可以给出祥测信号的数值,这通常是有效值即RMS值.但是电压表不能给出有关信号形状的信息.有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率.然而,示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况. 2.电压表通常只能对一个信号