Modes opératoires pour utiliser un oscilloscope numérique
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Modes opératoires pour utiliser un oscilloscope numérique
E. S. T. I. T. G.Elt. Modes opératoires pour utiliser un oscilloscope numérique LYCEE POLYVALENT SAINT CRICQ 1 – Présentation de l’oscilloscope Configuration automatique Gestion des menus Gestion de l’écran Acquisition des mesures en mode numérique Entrées ou voies verticales Déclenchement Base de temps Déclenchement 1 – 1 Voies verticales VOLT/DIV : sensibilité verticale , 14 positions de 10mV à 200V VAR : réglage continu de la sensibilité verticale (laisser le bouton en butée gauche) AC – DC – GND : - AC : visualisation de la composante alternative(suppression de la composante continue) - DC : visualisation du signal avec sa composante continue. - GND : visualisation de la référence zéro volt de la voie, permet un positionnement précis de la trace sur l’écran à l’aide des commandes « position ». 1 – 2 Modes d’affichage CH1 – ALT – CHOP – CH2 – XY – ADD – MULT – NOR - CH1 : affichage de la voie 1 seule - ALT : affichage des voies 1 et 2 en mode alternée - CHOP : affichage des voies 1 et 2 en mode découpé, au cours d’un seul balayage, la voie passe de CH1 à CH2 - CH2 : affichage de la voie 2 seule - XY : affichage des voies CH1 en abscisse et CH2 en ordonnée - ADD : affichage des voies CH1 + CH2 - MULT : affichage des voies CH1 x CH2 - NOR : commutation de l’oscilloscope en mode normal ou différentiel (laisser la LED NOR éteinte pour sélectionner le mode « entrées différentielles) Lycée Saint Cricq FM page :1 / 4 TPT BL 1 doc 1 – 3 Base de temps T/DIV : coefficient de balayage De 0,5μs à 200ms/div en mode analogique et jusqu’à 200s/div en mode numérique VAR : réglage continu du coefficient de balayage (positionner le bouton en butée gauche) HOLDOFF : réglage continu du temps séparant deux balayages successifs (positionner le bouton en butée gauche) X10 : expansion horizontale (en mode analogique uniquement) 1 – 4 Déclenchement SOURCE : sélection de la voie de synchronisation - CH1 : synchronisation par la voie CH1 - CH2 : synchronisation par la voie CH2 - ALT source de déclenchement définie suivant le mode d’affichage - LINE : synchronisation par la fréquence du secteur d’alimentation - EXT : synchronisation par une source extérieure appliquée sur l’entrée EXT COUPLING : couplage de la source de déclenchement DC : couplage continu AC : couplage alternatif LF : facilite l’observation des signaux présentant une composante continue HF : facilite l’observation des signaux présentant du « bruit haute fréquence » TVH et TVV utilisées pour observer un signal vidéo 2 – Mémoire numérique 2 – 1 Gestion de l’acquisition MODE - Mode Single (SGL) : acquisition monocoup (0,1μs à 200 s/div) (ce mode prend une image et stoppe l’acquisition). Exemple : acquisition de la tension de défaut lors du déclenchement d’un disjoncteur – signal bref et unique. - Mode Refresh (REFR) : acquisition permanente (0,1μs à 200 s/div) (ce mode prend une succession d’images et stoppe l’acquisition après l’action sur la touche RUN/STOP). Exemple : acquisition de la tension aux bornes d’un moteur alimenté par un variateur de vitesse (signal « rapide et périodique). - Mode Roll (ROLL) : enregistrement avec défilement de la trace de la droite vers la gauche de l’écran (500 ms/div à 200 s/div). Exemple : acquisition d’une tension image de la montée en température d’un bac ou image de la vitesse de déplacement d’une charge. La sélection du mode se fait lorsque l’oscilloscope est en STOP et par l’appui sur la touche MODE. Si l’oscilloscope est en RUN, le mode est changé et l’acquisition est relancée. PRE-DECLENCHEMENT (PRETRIG) Le pré-déclenchement permet d'enregistrer et de visualiser le signal avant l'instant de déclenchement. Choisir une profondeur de pré-déclenchement revient à déterminer où se trouve l'instant de déclenchement dans l'enregistrement. La profondeur varie de 0 à 4 ko par pas de 1 ko. Sélection du pré-déclenchement A chaque appui sur la touche PRETRIG, l'instant de déclenchement, repéré sur le bargraphe par un T, se déplace par pas de 1 ko. Remarque: Une modification de ce paramètre en cours d'acquisition annule et relance l'acquisition. Cas particulier En mode ROLL, l'enregistrement peut être permanent; dans ce cas, seul un appui sur la touche RUN/STOP permet de stopper l'acquisition. Pour obtenir ce mode, appuyer sur la touche PRETRIG jusqu'à ce que le caractère "T" dans le bargraphe disparaisse. Ce mode est utilisé en surveillance. Lycée Saint Cricq FM page :2 / 4 TPT BL 1 doc LANCEMENT ET ARRET DE L’ACQUISITION Lancement de l’acquisition L'acquisition est lancée par un appui sur RUN/STOP. La led RUN s'allume et les paramètres spécifiques aux signaux (sensibilité et base de temps) prennent les valeurs courantes (celles affichées sur la partie inférieure de l'écran). Nota: Si le mode ROLL est configuré, l'acquisition ne sera lancée que pour des vitesses de bases de temps plus lentes ou égales à 500 msldiv. Pour les vitesses supérieures, un message d'erreur s'affichera temporairement à l'écran: "Set Time Base > 200 ms (ROLL) " Pour toutes les vitesses de bases de temps plus lentes ou égales à 2 μs/div. , la fenêtre se configure automatiquement à 1000 points. Pour les vitesses de 1 μs à 0.1 μs/div., la fenêtre se réduit au fur et à mesure en séquence 2, 4, 10, 20. Arrêt de l’acquisition Si l'acquisition est en cours (Ied RUN allumée) une pression sur RUN/STOP arrête immédiatement l'acquisition en cours. La led RUN s'éteint et les sensibilités spécifiques aux signaux enregistrés sont figées. Nota: Si aucun déclenchement ne s'est produit entre le lancement et l'arrêt de l'acquisition, les signaux ne sont pas rafraîchis (excepté en mode ROLL continu). Modification de paramètres en cours d'acquisition Une modification de base de temps, de mode d'acquisition, de mode enveloppe ou de mode vertical entraîne l'abandon de l'acquisition en cours et relance celle-ci. IMPRESSION DE L’ACQUISITION L’impression de l’écran se fait après appui sur la touche HARDCOPY . Si cette touche est appuyée pendant l’impression, cette dernière sera abandonnée. 3 – Travail préliminaire à l’acquisition 3 – 1 Choix des calibres tension La première étape après avoir localisé les points de mesure, est de déterminer les calibres des différentes voies utilisées. Pour cela vous disposez de deux méthodes : c - vous connaissez l’ordre de grandeur du signal à visualiser, donc vous adaptez le calibre à la valeur maximale de la tension mesurée (vous disposez de 8 carreaux d’amplitude maximale pour rester dans l’écran de l’oscilloscope). Exemple : pour visualiser la tension entre phase et neutre du réseau de distribution (230 V 50 Hz), vous pouvez utiliser le calibre 100V/div car U0max = 230 x √2 = 325 V donc la déviation totale sera de 3,25 x 2 carreaux soit 6,5 carreaux. d - Vous n’avez aucune idée de l’amplitude du signal à mesurer, mais vous savez que la tension ne dépasse pas 400V. Vous pouvez mesurer la tension avec un multimètre puis adapter le calibre avec la démarche décrite au point c. 3 – 2 Choix de la base de temps Pour évaluer la base de temps à sélectionner, vous disposez d’un chronomètre utilisable uniquement pour des phénomènes ou signaux lents. Pour les autres : - Si le signal est issu du réseau de distribution, la période sera probablement de 20 ms, donc pour visualiser deux à trois périodes, vous pouvez prendre une base de temps de 5 ms/div. Lycée Saint Cricq FM page :3 / 4 TPT BL 1 doc - Si le signal relevé, est une tension de défaut apparaissant lors du déclenchement d’un appareil de protection (td ≤ 20 ms), vous pouvez utiliser une base de temps de 5 ms/div ou 2 ms/div. 4 – Mise en service Après avoir déterminé et réglé les différents calibres, vous devez positionner les commandes rotatives comme indiqué ci-dessous Potentiomètres INTENSITY POSITION HOLDOFF LEVEL VAR DELAY FOCUS Positions Butée droite Mi-course Butée gauche Mi-course Butée gauche Butée gauche Mi course Enfoncer la touche POWER et réalisez l’acquisition. 5 - Remarques L’oscilloscope est un voltmètre or il est intéressant par moment de visualiser la forme d’onde d’un courant électrique. Pour cela vous disposez de deux méthodes : c - Utilisation d’une pince ampéremètrique comme convertisseur courant/tension. La conversion dépend du calibre sur lequel se positionne la pince : - Calibre 20 A (00.00 2 digits après la virgule) la conversion est de 50 mV/A - Calibre 200 A (000.0 1 digit après la virgule) la conversion est de 5 mV/A La pince peut délivrer une tension qui est proportionnelle à la valeur instantanée de l’intensité du courant électrique (position INST du commutateur placé derrière le logement de la pile)ou bien une tension proportionnelle à la valeur efficace de l’intensité du courant électrique (position RMS du commutateur placé derrière le logement de la pile) Par exemple : - si In = 8,52 A, la pince sera positionnée sur le calibre 20 A donc la tension sera de l’ordre de 426 mV si le commutateur est sur la position RMS ou 426 x √2 si le commutateur est sur la position INST - si In = 8,5 A, la pince sera positionnée sur le calibre 200 A donc la tension sera de l’ordre de 42,5 mV si le commutateur est sur la position RMS ou 42,5 x √2 si le commutateur est sur la position INST Il faudra ensuite adapter le calibre tension de l’oscilloscope. d - Vous pouvez visualiser l’intensité d’un courant électrique à partir d’un SHUNT ou résistance de faible valeur pour éviter une chute de tension trop importante dans le circuit. 6 – Interprétation des mesures Ne pas oublier de : - Mentionner le titre de l’oscillogramme, - Placer les valeurs remarquables (Umax, Imax, T, déphasage, température de consigne…) - Placer l’axe du temps (notamment pour les oscillogrammes représentant la montée en température du bain régulé)… - Eventuellement repasser les courbes de manière discrète. 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