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示波器的测量统计功能 及其在自动化测试中的应用

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发表于 2021-6-23 15:33:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
示波器的测量统计功能 及其在自动化测试中的应用
一般示波器都是有自动测量功能的,比如频率,周期,最大值,最小值,峰峰值,平均值,占空比,正脉宽,负脉宽等等,是很常规的功能配置。
这些测量值是实时刷新的,我们可以直观的看到被测波形的测量数据。下面分别是台式示波器和LOTO虚拟示波器的测量值显示:
图片 1.png 图片 2.png
有些时候,实时显示测量值并不能满足我们的要求,尤其是在我们监测某几个测量值不要超出一定范围的时候,实时刷新的测量异常值可能一闪而过,或者忽高忽低地波动让我们很难反应过来。在工业自动化检测的时候,这种情况尤为明显,我们并不是需要知道当前的测量值是多少,而是需要监控这个测量值在允许的区间范围内,一旦超出范围要自动警报通知执行机构做相应的处理。
这就需要示波器提供更高级的测量值功能,能观察测量数据的历史变化趋势曲线,能够设置警报阈值,能和外部设备进行故障处置联动。
中低端示波器一般是没有这个功能的,LOTO示波器最近推出了这个上位机软件功能,免费下载上位机软件进行升级,就能用使用LOTO虚拟示波器做到这个功能。
图片 3.png
LOTO的测量值统计曲线功能 是将自动测量量,包括的历史变化趋势绘制成曲线图,可以同时多个测量量显示并记录。该功能适用于自动化检测领域对产品或者信号进行客制化故障联动。
在LOTO示波器的软件界面的设置区,可以选择要统计的测量量。可以选择频率,周期,最大值,最小值,峰峰值,平均值,占空比,正脉宽,负脉宽等等,也可以多选。不同物理量会用不同颜色的曲线区分。
图片 4.png 图片 5.png
通过统计曲线的这个功能,我们能清楚看到波形的测量量历史变化趋势。而用普通示波器看,只能一屏一屏的波形的变化,但它的历史变化趋势我们是不知道的。统计曲线的目的就是做这个工作。就是它把每一屏的测量量记录下来,然后把形成的一个趋势画出来。
在红色故障按钮旁边的选项栏内,可以选择绘图点的时间间隔。由于记录曲线的取样点一共有2000个点。所以如果要长时间记录统计曲线的话,就需要把时间间隔拉长。例如设置时间间隔为两秒,而这并不意味着,两秒才记一个点。它是把这两秒的内这些变化的最大最小值都记录下来,然后等到两秒以后,再把它们画出来。所以时间间隔是更新的数据的间隔时间,但是这个过程中,它不会丢掉这些数据。
图片6.png
   下面我们以峰峰值的统计为例,演示下它的统计过程:
我把输入的正弦波幅值逐步的从下往大调节,我们会发现在下图的统计曲线中,它的幅值变大的时候,峰峰值的统计曲线趋势是变大的,峰峰值从0.729变到了3伏。并且峰峰值变化的整个过程,通过统计曲线可以即使看到变化过程,历史变化趋势。而用示波器观察,只能看到当前的的峰峰值是多少。
图片 7.png
在历史统计曲线的基础上我们可以实现故障联动的功能:在故障检测设置栏勾选峰峰值,设置故障范围和故障码。当峰峰值超过所设置的范围后,系统自动检测并判断为故障,于是自动暂停。并且,当故障的时候,我们可以选择不同的方式来警告外界。比如可以IO报警、软件报警或者用串口发送一些故障码。下图红色字样就是软件报警:
图片 8.png
IO口报警或者串口报警,有的需要根据客户的具体联动的执行设备进行定制或者调整。
最后我们看下客户的统计曲线和故障联动的具体应用:
首先选择要监控的物理量,同样也是可以同时选择多个。例如这个客户案例选择监控这个周期信号的周期,
图片 9.png
现在的周期是1k把故障检测打开,然后选上周期 选择故障,小于17.6微秒 大于1500微秒的时候固定的故障码是01。
图片 10.png
设定这个故障以后,我们观测周期的历史统计曲线,等待信号周期的变化。
图片 11.png
上图中,周期已经超过了刚才的警戒范围,所以它现在报故障了,然后LOTO的usb示波器的灯会变亮。自动控制系统的PLC联动,告诉PLC ,IO口置高了, 这时候串口模拟输出了一个IO高电平给外界,然后故障联动的部分会通过串口报警。
这时,在串口调试页面,我们可以发一个命令,询问现在示波器的状态。串口回复的命令是01,01代表是停止的状态。然后手动发送第二个命令:询问故障,查看故障类型,他会通过故障码告诉我们是哪个故障。串口反馈的01,而周期故障码为01,因此我们就知道故障的原因是周期故障了。
图片 12.png
       我们已经知道是什么故障了,所以就可以排除故障。
正常运行的状态下,周期的测量值是在故障设定的合理范围之内,所以现在我们看到统计曲线没有报故障。我们通过串口询问状态,串口回复02,表示正在采集。发送询问故障,回复的是FE,表示没有故障。
图片 13.png

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