Новый класс приборов: мультиметры/осциллографы с графическим и сенсорным экраном

PDF версия
Мультиметры — массовые приборы, измеряющие электрические параметры и отображающие результаты в простой цифровой форме. А осциллографы представляют результаты в графической форме — в виде осциллограмм, диаграмм, спектров и т. д. Даже конструктивно это принципиально разные устройства. Однако в последние годы наметилась прогрессивная тенденция к объединению таких и других приборов, повышению их функциональности и снижению стоимости благодаря применению графического или сенсорного дисплея, причем не только в ручных, но и в настольных моделях.

Корпорация Fluke — первая в мире компания, создавшая и выпускающая на рынок широчайшую номенклатуру портативных электроизмерительных приборов: от отверток — индикаторов сети до высококлассных осциллографов/мультиметров (ScopeMeter), измеряющих «все на свете», и тепловизоров [1, 2]. А входящая вместе с ней в корпорацию Tektronix компания Keithley преуспела в создании портативных настольных приборов для нанотехнологий и микроэлектроники [3, 4, 5]. Известные американские фирмы Agilent и Keysight тоже разработали и выпустили подобные приборы [6, 7], а в январе 2015 года Keithley Instruments представила первый в мире настольный сэмплирующий мультиметр высочайшей точности с сенсорным графическим дисплеем [8]. Китайская фирма Hantek создала очень удачные ручные осциллографы/мультиметры [9], а под торговыми марками АКТАКОМ и АКИП подобные устройства стали выпускаться и в России. Так появился новый класс приборов — портативные многофункциональные осциллографы/мультиметры с графическим и даже сенсорным экраном.

 

Скопметры Fluke уверенно перешли барьер в 1 нс

Большую известность в мире получили скопметры Fluke [1, 2] серий 120, 190 и 200 и более ранних. Недавно компания Fluke объединилась с корпорациями Tektronix (мировой лидер в области осциллографии) и Keithley Instrument (известна разработкой высокоточных настольных мультиметров и различных приборов для измерений в области микроэлектроники). Это положительно сказалось на ее новых разработках. Так, ручные осциллографы-скопметры Fluke серии 190 Series II первыми в мире уверенно преодолели временной барьер в 1 нс для портативных осциллографов и достигли частотного предела в 500 МГц (рис. 1). Раньше они значительно уступали стационарным осциллографам.

Скопметры компании Fluke

Рис. 1. Скопметры компании Fluke:
а) 190 Series II;
б) серия 124;
в) серия 125

Скопметры Fluke работают по принципу «включил и измеряй». Параметры новой серии Fluke 190 Series II представлены в таб-лице 1. Сегодня выпускается свыше десятка типов приборов — все (за исключением двух моделей) с гальванической развязкой входов.

Приборы, в названии которых есть окончание /S, предлагаются с обширным комплектом аксессуаров и кейсом для переноски — набор SCC‑290 (рис. 2). Это облегчает использование прибора, особенно в полевых и производственных условиях, поскольку аккумуляторные батареи имеют продолжительное время работы, а само устройство снабжено специальной влаго- и ударозащитной конструкцией корпуса. Кстати, она стала стандартом для такого вида приборов во всем мире.

Набор дополнительных аксессуаров

Рис. 2. Набор дополнительных аксессуаров:
а) SCC 290;
б) дифференциальный пробник;
в) адаптер принтера;
г) аккумулятор для приборов Fluke

Таблица 1. Классификационные параметры новых скопметров Fluke

Модель

Полоса, МГц

Время нарастания, нс

Каналов

Изоляционных входов

Набор SCC-290

Fluke 190-504

500

0,7

4

Есть

 

Fluke 190-504/S

500

0,7

4

Есть

В комплекте

Fluke 190-204

200

1,7

4

Есть

 

Fluke 190-204/S

200

1,7

4

Есть

В комплекте

Fluke 190-202

200

1,7

2

Есть

 

Fluke 190-202/S

200

1,7

2

Есть

В комплекте

Fluke 190-104

100

3,5

4

Есть

 

Fluke 190-104/S

100

3,5

4

Есть

В комплекте

Fluke 190-102

100

3,5

2

Есть

 

Fluke 190-102/S

100

3,5

2

Есть

В комплекте

Fluke 190-062

60

5,8

2

Нет

 

Fluke 190-062/S

60

5,8

2

Нет

В комплекте

До сих пор выпускаются миниатюрные легкие и сравнительно дешевые ручные скопметры серии ScopeMeter 120. Они имеют следующие характеристики:

  • Двухканальный с разрядностью 5000 единиц True-RMS мультиметр: напряжения и D ток, сопротивление, проверка цепей, тестирование диодов, измерение °C, °F, дБв, дБм, Crest-фактор.
  • TrendPlot — регистрация: автоматическое вертикальное масштабирование и сжатие во времени, MIN, MAX и AVG-чтение.
  • Курсоры Fluke 125/124: ∆T, 1/∆T, V, ∆V, время нарастания и спада.
  • Максимальная частота выборки реального времени 25 Мвыб/с.
  • Эквивалентная дискретизация до 2,5 (125, 124) или 1,25 Гвыб/с (123).
  • Горизонтальная развертка:
    • Fluke 125/124 — от 20 нс/дел. до 1 мин/дел.;
    • Fluke 123 — от 10 нс/дел. до 1 мин/дел.
  • Чувствительность: от 5 мВ/дел до 500 В/дел.
  • Регистрация помех с длительностью до 40 нс.
  • Автоматические измерения: 26 видов (включая все инструменты), Fluke 125 располагает дополнительными функциями для измерения мощности (Вт), В·А, вар и коэффициента мощности (PF) для однофазных и трехфазных сетей.
  • Fluke 125 позволяет выполнять гармонический анализ сигналов питания.
  • Память:
    • Fluke 125/124 — 20 экранов и выборок;
    • Fluke 123 — 10 экранов и выборок.
  • Рабочая температура от 0 до 50 °C.
  • Электрическая безопасность: 600 В CAT III (EN61010-1).
  • Время работы батареи: 7‑часовое использование NiMH.
  • RS‑232/USB-интерфейс с оптической изоляцией (опция PM9080/OC4USB).
  • Размер: 232×115×50 мм.
  • Вес: 1,2 кг.

Новые осциллографы/мультиметры ScopeMeter 190 Series II предназначены для специалистов по профилактическому обслуживанию и техников производственных предприятий и используются в сложных, опасных и загрязненных условиях для проверки любого оборудования. Они могут работать в режиме мультиметра, безбумажного регистратора TrendPlot и ScopeRecord, а также в режиме «свободные руки» с помощью функции запуска Connect-and-View.

Основные особенности приборов:

  • Четыре входа с гальванической развязкой.
  • Категория безопасности: CAT III 1000 В/CAT IV 600 В.
  • Регистрация и записи 10 000 показаний в течение более 200 ч (TrendCapture).
  • Кнопка i‑info для удобства вызова встроенной справки по функциям измерений.
  • Присвоение имен сохраненным результатам измерений и вызов их из памяти.
  • Часы реального времени для включения времени в сохраненные данные.
  • Возможность обновления и расширения функций прибора в полевых условиях.
  • Функция регистрации событий и трендов.
  • Многоязычный интерфейс.
  • Функциональные клавиши, кнопки прокрутки и простая навигация в меню.
  • Объемная память: регистрация 10 000 измерений на канал.
  • Цифровой мультиметр с разрядностью 999 в четырехканальных моделях.
  • Четыре типа измерений через входы BNC осциллографа.
  • Непрерывный автозапуск Connect-and-View, одиночный импульс, длительность импульса и запуск по видеосигналу.
  • Режим регистратора ScopeRecord с временем до 48 ч.
  • Функция TrendPlot, показания графиков измерений до 22 сут.
  • Типы измерений: Вт, В·А, вар, коэффициент мощности (PF).
  • Токоизмерительные клещи или чувствительность шунта: 0,1/1/10/100/1000, 10 и 400 мВ/A.
  • Построение спектров: от постоянного тока до 33‑й гармоники (для сигналов с частотой до 60 Гц); от постоянного тока до 24‑й гармоники (для сигналов 400 Гц).
  • Измерения: относительное значение амплитуды отдельных гармоник THD (суммарное гармоническое искажение).
  • Расширенные функции автоматических измерений, мощности и времени.
  • Степень защиты IP‑51 по защите от пыли и влаги для работы в жестких условиях.
  • Литий-ионные аккумуляторы со временем работы до 7 ч.
  • Зарядка запасных батарей с помощью зарядного устройства EBC290.
  • Легкий доступ к крышке батарейного отсека для быстрой замены аккумуляторной батареи.

Большой дисплей с разрядностью 50 000 единиц и разрешением графики как у 1/4 VGA с белой подсветкой (рис. 3). На дисплее может одновременно отображаться информация о нескольких наборах результатов измерений. Рис. 3 дает представление и об удовлетворительном качестве отображения графической информации.

Вид экрана осциллографов/мультиметров (скопметров) Flurke серии 190

Рис. 3. Вид экрана осциллографов/мультиметров (скопметров) Flurke серии 190

Основные параметры:

  • Скорость выборки осциллографа 5 Готс./с, разрешение до 200 пс.
  • Основная погрешность мультиметра: 0,025% по постоянному току.
  • Частотный диапазон переменного тока: 100 кГц.
  • Измерения истинного среднеквадратического значения переменного тока и напряжения для комплексных сигналов и нелинейных нагрузок.
  • Измерение до 10 A (20 A в течение 30 с; 10 A непрерывно).
  • Диапазон измерения емкостей до 100 мФ.
  • Функция измерения температуры.
  • Режим относительных измерений позволяет учесть сопротивления измерительных проводов при измерении низкоомных или емкостных сопротивлений.
  • Функция регистрации пиковых значений переходных процессов до 250 мкс.
  • Кнопки навигации и прокручивания при работе.
  • Встроенная память для сохранения результатов в течение более 200 ч.
  • Мин/макс/среднее с отметкой времени для регистрации колебаний сигналов.

Модель Fluke 289 обладает дополнительными возможностями измерений параметров электроприводов с регулируемой скоростью и низкоомных устройств. Она имеет интерфейс USB с гальванической развязкой для безопасного подключения к ПК.

 

Портативные настольные источники/измерители Keithley 2450/2460

В отличие от Fluke компания Keithley Instruments, Inc. специализируется на разработке высокоточных настольных приборов, широко применяемых в микроэлектронике и в нанотехнологиях [3]. Сейчас она вошла в состав всемирно известной корпорации Tektronix, сохранив свой бренд. Уже пару лет компания выпускает портативные источники/измерители 2450/2460 с сенсорным графическим экраном [4, 5] (рис. 4).

Источник/измеритель Keithley 2450 с графическим экраном

Рис. 4. Источник/измеритель Keithley 2450 с графическим экраном

Благодаря применению сенсорного экрана конструкция измерителя значительно упрощена, как и работа с ним (рис. 5). Сложнейший многофункциональный и высокоточный прибор удалось поместить в довольно небольшой корпус.

Сенсорное управление источником/измерителем Keithley 2450

Рис. 5. Сенсорное управление источником/измерителем Keithley 2450

Органы управления, находящиеся на передней и задней панелях, показаны на рис. 6, их назначение очевидно. Следует обратить внимание на то, что выходные гнезда источника напряжения/тока и входы измерителя есть на обеих панелях, что удобно при работе с прибором, установленным в стандартную измерительную стойку.

Органы управления на панелях Keithley 2450

Рис. 6. Органы управления на панелях Keithley 2450:
а) на передней;
б) на задней

На изображениях на экране видно, что разрешение дисплея довольно скромное, как и его размеры. Этот недостаток устраняется при работе прибора с компьютером и дополнительным программным обеспечением [5] (рис. 7).

Окна при работе Keithley 2450 совместно с ПК

Рис. 7. Окна при работе Keithley 2450 совместно с ПК

 

Новейший сэмплирующий мультиметр DMM7510 компании Keithley

В феврале 2015 гола компания объявила о выпуске первого в мире сэмплирующего настольного мультиметра DMM7510 (рис. 8) [6]. В сущности, он является развитием серии источников/измерителей, описанных выше, и сочетает все преимущества настольного прецизионного цифрового мультиметра: большой графический сенсорный дисплей и высокоскоростной оцифровщик входного сигнала (digitizer) с высоким разрешением (7½ разряда). Наличие устройства оцифровки данных (дигитайзера) обеспечивает DMM7510 беспрецедентную гибкость анализа входного сигнала.

Новейший мультиметр DMM7510 фирмы Keithley

Рис. 8. Новейший мультиметр DMM7510 фирмы Keithley

Сенсорный дисплей емкостного типа с увеличенной диагональю экрана (12 см) поддерживает полный контроль измеряемых параметров и статуса прибора, а также интерактивный режим простой эксплуатации и управления по принципу «масштабирование и управление одним касанием» (рис. 9).

Сенсорное переключение функций мультиметра DMM7510

Рис. 9. Сенсорное переключение функций мультиметра DMM7510

Особенности и преимущества DMM7510:

  • Прецизионный мультиметр с высоким разрешением (от 3½ до 7½).
  • Базовая погрешность мультиметра по постоянному напряжению 14×10–6за год.
  • Высокая чувствительность, необходимая для измерения сигналов низкого уровня с диапазонами измерения от 100 мВ, 1 Ом и 10 мкА.
  • Захват и отображение формы сигналов (АЦП 18 бит, скорость выборки 1 Мвыб/с).
  • Большой внутренний буфер памяти для хранения более 11 млн показаний в стандартном режиме (до 27,5 млн в компактном режиме).
  • Подключение по 4‑проводной схеме для точных измерений низкоомных цепей.
  • Функция автоматической калибровки.
  • Цветной графический сенсорный дисплей высокого разрешения (touchscreen).
  • Показания и изображения экрана могут быть быстро сохранены на носитель данных через USB-порт на передней панели.
  • Для подключения к ПК предусмотрены интерфейсы: GPIB-, USB- и LXI-совместимые интерфейсы LAN.

Прибор имеет следующие возможности и характеристики:

  • Прецизионный мультиметр (1 Мвыб/с) с функцией отображения формы сигнала на экране, автоматический выбор диапазонов, разрешение 7½ разряда.
  • Измерение постоянного напряжения: от 10 нВ до 1000 В, базовая погрешность 14×10–6 (входное сопротивление 10 ГОм в диапазоне до 10 В).
  • Измерение постоянного тока: от 1 пА до 10 А, переменного напряжения от 100 нВ до 700 В (True RMS до 300 кГц), переменного тока от 1 пА до 10 А.
  • Измерение сопротивления: от 0,1 мкОм до 1,2 ГОм (2/4‑проводная схема).
  • Измерение емкости: от 0,1 пФ до 1,2 мФ.
  • Измерение частоты: от 3 Гц до 500 кГц и периода от 2 мкс до 330 мс.
  • Измерение температуры: от –200 до +182 °C (термопары B, E, J, K, N, R, S, T).
  • Прозвонка цепи, тест диодов.
  • Цветной сенсорный дисплей с 5‑дюймовым экраном (по диагонали).
  • Интерфейсы: GPIB, USB, LAN (LXI).
  • Размеры: 106×255×425 мм.
  • Вес: 4 кг.

Высокая разрядность и нужная для нее высокая чувствительность требуют обеспечения очень малого уровня собственных шумов и малого дрейфа нуля. На рис. 10 показана зависимость уровня собственных шумов от числа отсчетов за период измеряемого сигнала при разных пределах измерения напряжения и осциллограммы шумовой дорожки трех мультиметров. На последних видно, что удалось существенно уменьшить уровень собственных шумов и сделать очень малым долговременный дрейф нуля.

Зависимость уровня шума от числа отсчетов за период измеряемого сигнала

Рис. 10.
а) Зависимость уровня шума от числа отсчетов за период измеряемого сигнала;
б) шумовая дорожка

Источник напряжения/тока обеспечивает 4‑квадрантный режим работы (рис. 11). Благодаря этому осуществляется контроль режимов заряда и разряда источников питания (например, аккумуляторных батарей) и снятие в графическом режиме ВАХ компонентов и полупроводниковых приборов.

4 квадрантная область работы источника напряжения/тока

Рис. 11. 4 квадрантная область работы источника напряжения/тока

Управление прибором (как и у ранних моделей) предельно упрощено благодаря сенсорному экрану и применению графического меню режимов работы, представленному на рис. 12. Оно позволило значительно сократить количество ручек управления и упростить конструкцию.

Графическое меню режимов работы

Рис. 12. Графическое меню режимов работы

О качестве отображения графической информации на экране дисплея DMM7510 позволяет судить рис. 13. Пожалуй, его можно назвать лишь удовлетворительным. Но на получение высокого качества графического изображения прибор пока не ориентирован.

Экран с осциллограммой

Рис. 13.
а) Экран с осциллограммой;
б) меню форм в графическом режиме

Осциллограммы, изображенные на рис. 14а, позволяют судить о форме простых сигналов, но им, конечно, далеко до высококачественных осциллограмм современных осциллографов. Устройство можно применять как характериограф для построения графика вольт-амперной характеристики полупроводниковых приборов. Однако, поскольку источник один, можно получать ВАХ только двухполюсных приборов (рис. 14б). Для построения ВАХ биполярных и полевых транзисторов надо использовать два прибора — для получения не только выходных, но и входных напряжений/токов.

Осциллограммы

Рис. 14.
а) Осциллограммы;
б) график ВАХ диода

С помощью дополнительного програм-много обеспечения на персональном компьютере, оснащенном большим экраном, прибор обеспечивает работу с улучшенным графическим интерфейсом пользователя (рис. 15).

Экран персонального компьютера

Рис. 15. Экран персонального компьютера

 

Ручные осциллографы/мультиметры и анализаторы компании Agilent

Уже несколько лет корпорация Agilent производит ручные осциллографы U1600/1620 с встроенными мультиметрами. Эти приборы имеют 4,5‑дюймовый экран и полосу пропускания 40 или 20 МГц. Сейчас их выпуск отдан компании Keysight (www.keysight.com) [6]. Новые модели U1610A/U1620A имеют полосу 100/200 МГц и частоту и скорость дискретизации 2 Гвыб/с (рис. 16).

Ручные осциллографы/мультиметры U1610A/U1620A с графическим экраном компании Keysight

Рис. 16. Ручные осциллографы/мультиметры U1610A/U1620A с графическим экраном компании Keysight

Приборы снабжены увеличенным до 5,7 экраном дисплея VGA TFT LCD с тремя режимами работы и памятью на 10 000 экранов. Изолированные входы обеспечивают работу с категорией электробезопасности CAT III 600 В. Простой и наглядный интерфейс с кнопочным управлением поддерживает 10 языков. Органы управления ручным осциллографом/мультиметром показаны на рис. 17.

Органы управления ручным мультиметром с графическим интерфейсом

Рис. 17. Органы управления ручным мультиметром с графическим интерфейсом

 

Выпускается также ряд анализаторов качества электроэнергии (рис. 18). Они очень напоминают портативные приборы Fluke, что естественно, если учесть схожесть решаемых задач и применение в полевых и производственных условиях.

Ручные анализаторы качества электроэнергии

Рис. 18. Ручные анализаторы качества электроэнергии

 

Настольные мультиметры Keysight 34461A/34460A с графическим экраном

Созданная Agilent компания Keysight продолжила разработку и серийный выпуск ряда мультиметров — в основном настольных и высокоточных (прецизионных) моделей. Среди них особое место занимают настольные мультиметры с графическим экраном пока невысокого разрешения — мультиметры серии Truevolt (рис. 19). Как следует из названия, это приборы, переназначенные для получения наиболее полных данных о реальных напряжениях. Они имеют легкую и быструю настройку для скорейшего получения результатов и яркий цветной графический дисплей высокого разрешения с диагональю 109 мм.

Вид настольного мультиметра с графическим экраном серии Truevolt

Рис. 19. Вид настольного мультиметра с графическим экраном серии Truevolt

На рис. 20 показан внешний вид мультиметров со стороны задней панели. Предусмотрен расширенный и упрощенный набор портов для подключения внешних устройств и сетевого кабеля промышленной сети.

Вид задней панели мультиметра

Рис. 20. Вид задней панели мультиметра

Основные возможности этих приборов:

  • Возможность расширенной настройки дисплея.
  • Добавление пользовательских меток к измерениям.
  • Графическое представление результатов измерений — измерения, графики измерений (34461A), гистограммы для статистического анализа.
  • Сохранение данных мультиметра на ПК или мобильном устройстве.
  • Управление, измерение и просмотр данных на ПК «в один клик» с помощью утилиты Digital Multimeter Connectivity Utility через интерфейсы USB, GPIB, LAN или RS‑232 (для более старых поколений мультиметров).
  • Быстрый доступ к файлам мультиметра и легкий перенос файлов drag-and-drop через USB-интерфейс — не требуется дополнительное ПО.
  • Интерфейс: USB, LAN/LXI Core (опция для 34460A), GPIB (опция).
  • Быстрый доступ к USB на передней панели для внешнего накопителя.
  • Шум и наведенные токи: цифровые мультиметры Agilent серии Truevolt имеют на 30% меньшую величину наведенных токов по сравнению с мультиметрами других производителей и до 100% меньше шумов.
  • Малые входные токи при измерении напряжения.
  • Цифровые измерения СКЗ (методы прямого цифрового квантования).

Основные технические характеристики моделей 34460A и 34461A:

  • Количество десятичных разрядов: 6,5.
  • Скорость измерений:
    • от 0,5 до 300 отсчетов/с;
    • от 0,5 до 1000 отсчетов/с.
  • Постоянное напряжение: от 100 мВ до 1000 В; погрешность: 0,0075 +0,0005 и 0,0035 +0,0005.
  • Переменное напряжение: от 100 мВ до 750 В и от 100 мВ до 750 В; погрешность: 0,09 +0,03 и 0,06 +0,03.
  • Постоянный ток: пределы от 100 мкА до 3 А и от 100 мкА до 10 А; погрешность: 0,05 +0,005 и 0,05 +0,005.
  • Переменный ток: пределы от 100 мкА до 3 А и от 100 мкА до 10 А; погрешность: 0,1 +0,04 и 0,1 +0,04.
  • Сопротивление: пределы от 100 Ом до 100 МОм; погрешность: 0,014 +0,001 и 0,01 +0,001.
  • Частота: пределы от 3 Гц до 300 кГц; погрешность (% от отсчета): 0,012 и 0,01.
  • Проверка на целостность цепи, тест диодов и измерение температуры.
  • Математические функции: измерение с нулевым значением, преобразование результатов измерений в дБ и дБм, определение мин/макс/среднего значений, размаха, среднеквадратического отклонения, числа отсчетов, допусковое испытание, гистограмма.
  • Интерфейсы: USB (опционально LXI и GPIB) и USB, LXI (опционально GPIB).
  • Дисплей: 10,9 см, цветной TFT WQVGA (разрешение 480×272 точек) со светодиодной подсветкой.
  • Размеры: 261×103×303 мм.
  • Вес: 3,68 и 3,76 кг.

Мультиметры сконструированы как переносные приборы, которые легко переставлять с одного рабочего места на другое (рис. 21). Они занимают меньше места и в несколько раз легче, чем настольные приборы, такие как осциллографы, генераторы или анализаторы. Заметим, что и стоят они в несколько раз дешевле.

Работа с мультиметром на рабочем месте

Рис. 21. Работа с мультиметром на рабочем месте

Вид графического экрана при типовых видах работы прибора показан на рис. 22. Нетрудно заметить, что графические возможности дисплея пока достаточно скромные.

Графический экран при некоторых видах работы

Рис. 22. Графический экран при некоторых видах работы:
а) только цифровые показания;
б) цифровые показания и аналоговая шкала;
в) статистическая гистограмма;
г) временная зависимость

 

Переносные осциллографы DSO‑1000B фирмы Hantek

Переносные осциллографы серии DSO‑8000/1000 и новые DSO‑1000B/DSO‑1000S [9] (рис. 23) — наглядный пример того, что не только американские корпорации обращают серьезное внимание на разработку современных моделей переносных осциллографов/мультиметров. Фирма Hantek (Китай), молодая компания на мировом рынке, известна выпуском дешевых приборов.

Ручной осциллограф/мультиметр DSO 1202S фирмы Hantek

Рис. 23. Ручной осциллограф/мультиметр DSO 1202S фирмы Hantek

Средства подключения, входящие в состав осциллографа DSO‑1202S, показаны на рис. 24. У приборов с буквой S в названии входы изолированные.

Осциллограф/мультиметр DSO 1202S в комплекте

Рис. 24. Осциллограф/мультиметр DSO 1202S в комплекте:
1 — адаптер для питания от сети;
2 — гнезда мультиметра;
3 — щупы мультиметра;
4 — пробники осциллографа;
5 — разъемы для подключения пробников.

Классификационные параметры новых моделей осциллографов/мультиметров DSO1000B фирмы Hantek представлены в таблице 2.

Таблица 2. Классификационные параметры осциллографрв/мультиметров фирмы Hantek

Модель

Каналов

Полоса

Частота

Память

Особенности

DSO-1062B

2

60 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

 

DSO-1102B

2

100 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

 

DSO-1202B

2

200 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

 

DSO-1062S

2

60 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

Изолированные каналы

DSO-1152S

2

50 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

Изолированные каналы

DSO-1202S

2

200 МГц

1 ГГц

1 Мбайт

Изолированные каналы

DSO-8060

2

60 МГц

250 МГц

32 кбайт

Встроенный генератор

Приборы обладают следующими качествами и свойствами:

  • Отличный промышленный дизайн.
  • Надежная конструкция гальванической изоляции входов (рис. 25).
Компоновка основной платы и входных блоков с гальванической развязкой

Рис. 25. Компоновка основной платы и входных блоков с гальванической развязкой

  • Разные режимы триггера, возможность наблюдения двух сигналов с различными частотами, видеотриггер.
  • Система быстрой прокрутки и передвижения.
  • Встроенные электронные часы, инженерный и электротехнический калькуляторы.
  • Запуск и декодирование сигналов последовательных шин UART/RS‑232, LIN, CAN, SPI, I2C, MIL-STD‑1553B, ARINC429.
  • Построение трендов в трех режимах.
  • Сохранение результатов измерений на внешний USB-накопитель.
  • Интерфейсы USB 2.0, RS232, LAN, легкое управление от ПК.
  • Разные режимы триггера, отдельная база времени для ALT-триггера, можно наблюдать два сигнала с различными частотами, видеотриггер.

Основные параметры новейшего осциллографа/мультиметра DSO‑1202B:

  • Полоса пропускания осциллографа DSO: 1202 B, 200 МГц.
  • Два изолированных канала, отдельное управление для каждого канала.
  • Цветной ЖК 5,6‑дюймовый дисплей с разрешением 640×480 пикселей.
  • Высокая скорость обновления (2500 кадров).
  • Частота дискретизации в 1 ГГц (0,5 ГГц при двух каналах), 25 ГГц в эквивалентном режиме, разрядность 8 бит.
  • Чувствительность по вертикали: от 2 мВ/дел. до 5 В/дел.
  • Развертка по горизонтали: от 2 нс/дел. до 2000 с/дел., TV-развертка, режим XY.
  • Максимальная частота дискретизации: 1 ГГц; 25 ГГц в эквивалентном режиме.
  • Курсорные измерения, проверка по шаблону.
  • 23 вида автоматических измерений (включая Pk-Pk, Max, Min, Mean, Cyc RMS, Frequency, Period, Rise Time, Fall Time, Positive Width, Negative Width).
  • Математические операции: CH1+/–CH2, CH1×CH2, CH1/CH2, FFT (БПФ), инвертирование, pass/fail.
  • Запись и сохранение сигналов до 100 осциллограмм и 10 установок.
  • Автономная работа: 6 ч от встроенного литиевого аккумулятора.
  • Мультиметр: измерение напряжения, сопротивления, емкости, диодный тест.
  • Размеры: 240×165×50 мм.
  • Вес 1,3 кг.

Органы управления на передней панели осциллографа/мультиметра показаны на рис. 26.

Передняя панель и органы управления и индикации

Рис. 26. Передняя панель и органы управления и индикации:
1 — жидкокристаллический дисплей;
2 — F1–F5: переключение меню;
3 — кнопки со стрелками;
4 — HORI: меню горизонтальной развертки;
5 — TRIG: вызов меню запуска;
6 — LEVEL: уровень запуска триггера;
7 — RUN/STOP: запуск/остановка;
8 — AUTO: автоматическая настройка работы;
9 — TIME/DIV: масштаб развертки;
10 — POSITION: положение запуска;
11 — CH2: меню канала CH2;
12 — VOLTS: изменение масштаба вольт/деление;
13 — CH1: меню канала CH1;
14 — M/R: меню MATH и REF (референс);
15 — DMM: управление мультиметром;
16 — DMM/SCOPE: мультиметр/осциллограф;
17 — MENU ON/OFF: меню ON/OFF;
18 — SAVE RECALL: меню SAVE/RECALL;
19 — MEAS: вызов меню измерений;
20 — UTILITY: вызов меню утилит;
21 — CURSOR: вызов меню курсоров

Большой экран дисплея с высоким разрешением позволяет получать довольно высокое качество изображения как текстовых, так и графических данных (рис. 27).

Экран осциллографа/мультиметра

Рис. 27. Экран осциллографа/мультиметра:
1 — место бренда производителя;
2 — момент запуска триггера (по горизонтали);
3 — размещение сигнала в памяти;
4 — положение триггера в памяти;
6 — источник запуска триггера;
7 — уровень запуска триггера;
8 — уровень заряда аккумулятора;
9 — центр окна отображения сигнала;
10 — сигнал канала CH1;
11 — символ уровня триггера;
12 — координатная сетка;
13 — сигнал канала CH2;
14 — данные развертки;
15 — статус рабочего состояния;
16 — настройки каналов 1 и 2;
17 — показывает развязку;
18 — масштаб вольт/деление;
19 — отметка канала CH2;
20 — отметка канала CH1;
21 — положение триггера в окне текущего сигнала

Для выбора режима работы осциллографа/мультиметра служит графическое меню, показанное на рис. 28. Оно весьма наглядно и удобно.

Графическое меню режимов работы

Рис. 28. Графическое меню режимов работы

Окно мультиметра с цифровыми показаниями и графическим меню выбора рабочей функции изображено на рис. 29. Как видно, наряду с цифровой индикацией реализуется и аналоговая шкала показаний, в ряде случаев (например, при определении минимума или максимума показаний) более удобная для применения.

Окно мультиметра и выбора функции

Рис. 29. Окно мультиметра и выбора функции

Необычной особенностью осциллографов/мультиметров компании являются встроенные калькуляторы, отнюдь не самые простые. Это вполне полноценный инженерный калькулятор, способный вычислять арифметические выражения по формулам и все элементарные математические функции (рис. 30).

Окно инженерного микрокалькулятора

Рис. 30. Окно инженерного микрокалькулятора

Второй микрокалькулятор — электротехнический (рис. 31). Он вычисляет индуктивное и емкостное сопротивления, сопротивление при параллельном соединении резисторов и резонансную частоту колебательного контура. Как видно на рис. 28, есть возможность вывода даты и времени, справки, языка диалога и т. д.

Окно электротехнического микрокалькулятора

Рис. 31. Окно электротехнического микрокалькулятора

 

Российские осциллографы/мультиметры АКТАКОМ и АКИП

В России ручные осциллографы и мультиметры (рис. 32) под торговой маркой АКТАКОМ выпускает и поставляет на рынок фирма «Элликс» (www.elliks.ru) [10].

Мультиметр DT 99S

Рис. 32.
а) Мультиметр DT 99S;
б) ручной осциллограф АКТАКОМ ADS 4232D

Новейшие осциллографы/мультиметры ADS‑4000D выпускаются с сенсорным экраном. Предлагается 10 двухканальных моделей с полосой от 70 до 200 МГц (6 с изолированными входами). Вид экрана при некоторых работах показан на рис. 33.

Вид экрана осциллографа/мультиметра АКТАКОМ ADS 4232D

Рис. 33. Вид экрана осциллографа/мультиметра АКТАКОМ ADS 4232D

Характеристики прибора в основном подобны описанным выше для осциллографов/мультиметров фирмы Hantek. Приборы имеют мультиметр невысокой точности (базовая погрешность 0,5–2%) для измерения постоянного и переменного напряжений и токов, сопротивления, емкости, проверки целостности цепей и диодов, с внешними датчиками температуры, давления и влажности. Чувствительность осциллографа — от 5 мВ/дел. до 50 В/дел. Развертка осциллографа — от 2 нс/дел. до 2000 с/дел.

На рис. 34 представлены типичные осциллограммы в разных режимах работы.

Осциллограммы осциллографа/мультиметра АКТАКОМ ADS 4232D в разных режимах работы

Рис. 34. Осциллограммы осциллографа/мультиметра АКТАКОМ ADS 4232D в разных режимах работы:
а) 3 импульса и спектр прямоугольных импульсов;
б) панель автоматических измерений;
в) пример курсорных измерений;
г) осциллограммы модулированных сигналов

Под торговой маркой АКИП российская фирма «ПриСТ» (www.prist.ru) поставляет серию осциллографов/мультиметров АКИП‑4000 (рис. 35а) и серию GDS‑7000 (рис. 35б) компании GW Instek. В серию АКИП‑4125 с диагональю экрана 14,5 см входит четыре модели с полосой пропускания 60, 100, 150 или 200 МГц, в АКИП‑4128 с изолированными входами — две модели с полосой пропускания 60 или 100 МГц. Особенность АКИП‑4128 заключается в наличии изолированных каналов осциллографа и входов мультиметра.

Осциллографы/мультиметры

Рис. 35. Осциллографы/мультиметры:
а) АКИП 4000;
б) GDS 7000

В режиме мультиметра АКИП‑4000 обеспечивает измерения напряжения (до ~750 В/1000 В пост.), постоянного и переменного тока (до 10 А), сопротивления (до 60 МОм), емкости (до 400 мкФ), а также прозвонку цепи и проверку диодов. Максимальные показания цифровой шкалы — не более 6000. Память на канал 1 Мбайт, базовая погрешность 1–2%.

Осциллографы/мультиметры GDS имеют большой (17,8 см по диагонали) экран дисплея с функцией автоповорота, регистратор и функцию TrendPlot. На его передней панели нет кнопок и регуляторов — все управление сенсорное. Выпускается шесть моделей с полосой от 70, 100 и 200 МГц и частотой дискретизации 1 ГГц. Память 1 или 5 Мбайт. Приборы имеют 38 автоматических измерений и питание от аккумуляторной батареи (до 4 ч) и сети, оснащены изолированным USB-интерфейсом. Показания мультиметра до 5000, погрешность на постоянном напряжении и токе до 0,05%, на переменном до 1,5%.

 

Заключение

В результате развития два цифровых прибора массового применения, ручной мультиметр и портативный электронный осциллограф, настолько сблизились, что возник новый класс многофункциональных измерительных приборов — осциллографы/мультиметры с графическим, а в последнее время и сенсорным экраном, упрощающим интерфейс пользователя и конструкцию приборов. Сегодня выпускаются как мобильные устройства с автономным и смешанным питанием, так и портативные настольные многофункциональные приборы высокой точности.

Литература
  1. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Измерительные приборы и массовые электронные измерения. Под ред. проф. В. П. Дьяконова. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2007.
  2. Дьяконов В. Развитие промышленных осциллографов‑скопметров корпорации Fluke // Компоненты и технологии. 2012. № 11.
  3. Афонский А. A., Дьяконов В. П. Электронные измерения в нанотехнологиях и в микроэлектронике. Под ред. проф. В. П. Дьяконова. М.: ДМК-Пресс, 2011.
  4. 2450 SourceMeter SMU Instrument. Keithley Instruments, Inc., 2013. 
  5. Making Pulse Current Measurements with the Series 2280S Precision Measurement DC Power Supplies. Keithley Instruments, Inc., 2014.
  6. Handheld Tools For Electronic, Electrical and Industrial Process Testing. Keysight Technologies, August 3, 2014. 
  7. Keysight 34461A/34460A Digital Multimeters. Keysight Technologies, August 3, 2014. 
  8. Новый вольтметр DMM7510 от компании Keithley. 20 января 2015. www.prist.ru
  9. Руководство пользователя DSO‑1060/DSO‑1200. ООО «Веришоп», 2011. www.hantek.ru
  10. Афонский А. Многофункциональные ручные осциллографы-мультиметры с сенсорным экраном АКТАКОМ серии ADS‑4000 // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2014. № 3.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

?>