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)
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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.
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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.
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- 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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