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儀器技術(shù)文章 |
福祿克190系列萬(wàn)用示波表及同類產(chǎn)品比較和典型案例
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一、同類產(chǎn)品指標(biāo)分析比照
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指標(biāo)
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Fluke 192/196/199
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THS 720/730
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TDS 1000 /TDS2000
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TDS 3012B
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水平
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帶寬 (MHz)
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60/100/200
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100/200
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60/100/200
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100
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采樣速度 (GSa/S)
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0.5/1.0/2.5
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0.5/1.0
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1.0/1.0/2.0
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1.25
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內(nèi)存深度 (k Samples)
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1.0
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2.5
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2.5
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10
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時(shí)基 (/Div)
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5ns-2min
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5us-50s
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4ns-10s
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垂直
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靈敏度 (V/Div)
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5mV – 100V
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5mv – 50V
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2mV – 5V
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1mV – 10V
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準(zhǔn)確度 (+/-)
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1.5%
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2%
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3%
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2%
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獨(dú)立的懸浮隔離輸入
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Yes(1000V)
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Yes (30V)
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No
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No
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最大輸入電壓 (Vrms)
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三類600V和二類1000V
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二類300V
需配高壓探頭
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二類 300V需配高壓探頭
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二類 150V需配高壓探頭
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波形運(yùn)算
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A+B, A-B, AxB(Watts)
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A+B, A-B, AxB (Watts)
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A+B, A-B
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A+B, A-B, AxB, A/B
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光標(biāo)
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Yes
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Yes
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Yes
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Yes
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自動(dòng)測(cè)量讀數(shù)
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26
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21
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5
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21
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觸發(fā)
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自動(dòng)觸發(fā)(A)或 即觸即測(cè)(ACV)
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A & ACV
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A
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A
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A
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視頻觸發(fā)
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Std
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Std
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Std
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Std
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脈寬觸發(fā)
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Yes
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Yes
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Yes
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另配選件
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回放
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自動(dòng)捕捉和100屏回放
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Yes
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No
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No
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No
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波形記錄
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時(shí)基 (S/Div)
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0.01 – 120
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0.5 – 50
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N/A
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N/A
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記錄深度(k Samples)
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27.5
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2.5
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N/A
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N/A
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記錄時(shí)間 (up to hrs)
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30 hrs
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1.39 hrs
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N/A
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N/A
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趨勢(shì)測(cè)量
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記錄深度 (k Samples)
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13.5
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2.5
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N/A
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N/A
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記錄時(shí)間 (up to days)
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8
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8
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N/A
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N/A
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內(nèi)置數(shù)字表
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最大讀數(shù) (Counts)
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5000
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4000
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N/A
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N/A
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萬(wàn)用表測(cè)量
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電壓電阻二極管通斷
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電壓電阻二極管通斷
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N/A
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N/A
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萬(wàn)用表附件測(cè)量
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電流,溫度(° C, ° F)
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N/A
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N/A
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N/A
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顯示
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解析度(pixels/div)
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25
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25
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25
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彩色 VGA
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高級(jí)顯示模式
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余輝保持
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余輝保持
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余輝保持
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DPO
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其他
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內(nèi)存(Save & Recall)
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15 & 2 Rcds
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10
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2
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4
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外部存儲(chǔ)
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No
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No
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No
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Yes
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PC 通訊功能
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Yes
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Yes
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選件
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選件
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尺寸 (w x h x d) (inches)
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10.1x6.6x2.5
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6.95x8.53x2
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12x5.96x4.95
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14.8x16.9x5.9
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重量 (lbs)
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4.3
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3.2
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4.4
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7.0/11
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電池 (Charge/Use) (Hrs)
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鎳氫4/4
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鎳鉻12/2
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N/A
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選件
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二、典型應(yīng)用與案例
1．F190示波表在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)維護(hù)的應(yīng)用
 目前機(jī)加工設(shè)備的數(shù)控華率達(dá)90%以上數(shù)控機(jī)床（數(shù)控加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等）的應(yīng)用越來(lái)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)、維修階段則對(duì)測(cè)試儀器有特殊的要求。我們遇到的用戶有以下特殊需求：
在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)控系統(tǒng)都有掉電保護(hù)功能目的是當(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)儲(chǔ)存起來(lái)。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)在正常工作中有時(shí)會(huì)突然死機(jī)。究竟是什么原因造成的通過分析工程師認(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)。
用戶已經(jīng)有的模擬示波器一方面不能同時(shí)觀測(cè)電網(wǎng)和電路的信號(hào)另一方面也無(wú)法捕獲偶發(fā)的單次信號(hào)。根據(jù)用戶的具體需求，柴油車尾氣分析儀我們向用戶推薦了福祿克的F196示波表。因?yàn)镕196的兩個(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)條件不明確我們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)。而掉電保護(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。示波表成為工程師的得力助手。
2．F190在UPS安裝與維護(hù)中的運(yùn)用
 UPS是電信系統(tǒng)保證其他設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著對(duì)通訊質(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。以保證其各方面的性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
傳統(tǒng)的方法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(lái)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(wú)法滿足應(yīng)用的要求。目前某省郵電設(shè)計(jì)院在UPS的測(cè)試項(xiàng)目上已全部采用Fluke的萬(wàn)用示波表。利用Fluke199/200MHz示波表可以方便解決一系列傳統(tǒng)手段較難實(shí)現(xiàn)的測(cè)試和測(cè)量工作。具體說(shuō)來(lái)如下:
�。�1）利用Fluke199的深存儲(chǔ)器和示波記錄可以方便地捕獲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Fluke199示波表在示波記錄功能下可以最快以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象放大和光標(biāo)讀數(shù)等分析功能觀察和讀取其穩(wěn)定時(shí)間。利用Fluke199 的外觸發(fā)和回放功能也可方便進(jìn)行上述測(cè)量。
（2）利用示波回放功能可以對(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(lái)用圖象放大和光標(biāo)讀數(shù)進(jìn)行分析。
�。�3）由于示波表在示波器的功能上集合了功率表和萬(wàn)用表的功能，因此利用此表也可完成對(duì)UPS常規(guī)電氣性能的檢測(cè)。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。
3．190在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化監(jiān)控維護(hù)中的應(yīng)用
不論在研究開發(fā)上,還是實(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)全過程非常短暫,但蘊(yùn)含豐富信息.在捕捉這類信號(hào)時(shí), 我們往往會(huì)丟失信號(hào)的頭部.FLUKE新一代示波表190系列為揭開這類信號(hào)的真面目作出了有益的貢獻(xiàn).
190系列示波器總是把波形自動(dòng)地貯存在很深的存儲(chǔ)器中,而無(wú)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(見190技術(shù)文集P5),可以保存100個(gè)通道A和B的波形,這就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. 下面將以在某市區(qū)供電局的一次實(shí)地測(cè)試為例來(lái)說(shuō)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).
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送到前置處理系統(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)度員能在最快的時(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)過程的健康運(yùn)行,調(diào)度員需要不定時(shí)的監(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(wú)法將信號(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時(shí),前置處理系統(tǒng)將無(wú)法解調(diào)信息而造成通訊中斷. 由于這一信號(hào)來(lái)得太快,在調(diào)度員反應(yīng)過來(lái)按"HOLD"鍵時(shí),波形已過去了一半,只剩下后一半. 而采用FLUKE 的190 系列示波表后, 調(diào)度員在整個(gè)事件發(fā)生之后, 再按下"REPLAY"鍵, 從而輕松重現(xiàn)全過程. 利用強(qiáng)大的分析功能: 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FLUKE 190 產(chǎn)品的表現(xiàn)
4．190在通訊安裝中的應(yīng)用
 對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)而言電信部門解決通訊的方法是安裝微波一點(diǎn)多址配合無(wú)線微波環(huán)路系統(tǒng)。某省郵電管理局自1994年開始共引進(jìn)18套的微波一點(diǎn)多址系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)鎮(zhèn)電話程控化并于開始了了共1500線的無(wú)線環(huán)路子系統(tǒng)的項(xiàng)目。
無(wú)線環(huán)路子系統(tǒng)包括兩個(gè)部分無(wú)線基站和無(wú)線終端。省郵電管理局在安裝和調(diào)試無(wú)線環(huán)路子系統(tǒng)的過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作始終不穩(wěn)定。郵電管理局運(yùn)維部下屬各分局調(diào)試人員在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中不能判斷是設(shè)備自身的問題還是信道的問題。于是Fluke建議需要為每個(gè)分局配備手持式示波器用于測(cè)量無(wú)線終端的RSSI(Receive Signal StrengthIndicator)當(dāng)波形顯示為標(biāo)準(zhǔn)方波毛刺與波動(dòng)較小時(shí)表明工作正常當(dāng)波形在高電平出現(xiàn)毛刺則需要檢查天線的安裝而當(dāng)波形在下降沿出現(xiàn)波動(dòng)脈沖則需要檢查絕緣等等。
由于190強(qiáng)大的抗干擾能力和電池能力在偏遠(yuǎn)地區(qū)的惡劣環(huán)境中經(jīng)受了考驗(yàn)，最后根據(jù)測(cè)試的結(jié)果省郵電管理局決定共選購(gòu)8臺(tái)。
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