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示波器的測量統(tǒng)計功能?及其在自動化測試中的應用

西安樂拓精益 ? 2022-07-11 09:40 ? 次閱讀

一般示波器都是有自動測量功能的,比如頻率,周期,最大值,最小值,峰峰值,平均值,占空比,正脈寬,負脈寬等等,是很常規(guī)的功能配置。

這些測量值是實時刷新的,我們可以直觀的看到被測波形的測量數(shù)據(jù)。下面分別是臺式示波器和LOTO虛擬示波器的測量值顯示:

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有些時候,實時顯示測量值并不能滿足我們的要求,尤其是在我們監(jiān)測某幾個測量值不要超出一定范圍的時候,實時刷新的測量異常值可能一閃而過,或者忽高忽低地波動讓我們很難反應過來。在工業(yè)自動化檢測的時候,這種情況尤為明顯,我們并不是需要知道當前的測量值是多少,而是需要監(jiān)控這個測量值在允許的區(qū)間范圍內,一旦超出范圍要自動警報通知執(zhí)行機構做相應的處理。

這就需要示波器提供更高級的測量值功能,能觀察測量數(shù)據(jù)的歷史變化趨勢曲線,能夠設置警報閾值,能和外部設備進行故障處置聯(lián)動。

中低端示波器一般是沒有這個功能的,LOTO示波器最近推出了這個上位機軟件功能,免費下載上位機軟件進行升級,就能用使用LOTO虛擬示波器做到這個功能。

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LOTO的測量值統(tǒng)計曲線功能是將自動測量量,包括的歷史變化趨勢繪制成曲線圖,可以同時多個測量量顯示并記錄。該功能適用于自動化檢測領域對產品或者信號進行客制化故障聯(lián)動。

在LOTO示波器的軟件界面的設置區(qū),可以選擇要統(tǒng)計的測量量。可以選擇頻率,周期,最大值,最小值,峰峰值,平均值,占空比,正脈寬,負脈寬等等,也可以多選。不同物理量會用不同顏色的曲線區(qū)分。

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通過統(tǒng)計曲線的這個功能,我們能清楚看到波形的測量量歷史變化趨勢。而用普通示波器看,只能一屏一屏的波形的變化,但它的歷史變化趨勢我們是不知道的。統(tǒng)計曲線的目的就是做這個工作。就是它把每一屏的測量量記錄下來,然后把形成的一個趨勢畫出來。

在紅色故障按鈕旁邊的選項欄內,可以選擇繪圖點的時間間隔。由于記錄曲線的取樣點一共有2000個點。所以如果要長時間記錄統(tǒng)計曲線的話,就需要把時間間隔拉長。例如設置時間間隔為兩秒,而這并不意味著,兩秒才記一個點。它是把這兩秒的內這些變化的最大最小值都記錄下來,然后等到兩秒以后,再把它們畫出來。所以時間間隔是更新的數(shù)據(jù)的間隔時間,但是這個過程中,它不會丟掉這些數(shù)據(jù)。

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下面我們以峰峰值的統(tǒng)計為例,演示下它的統(tǒng)計過程:

我把輸入的正弦波幅值逐步的從下往大調節(jié),我們會發(fā)現(xiàn)在下圖的統(tǒng)計曲線中,它的幅值變大的時候,峰峰值的統(tǒng)計曲線趨勢是變大的,峰峰值從0.729變到了3伏。并且峰峰值變化的整個過程,通過統(tǒng)計曲線可以即使看到變化過程,歷史變化趨勢。而用示波器觀察,只能看到當前的的峰峰值是多少。

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在歷史統(tǒng)計曲線的基礎上我們可以實現(xiàn)故障聯(lián)動的功能:在故障檢測設置欄勾選峰峰值,設置故障范圍和故障碼。當峰峰值超過所設置的范圍后,系統(tǒng)自動檢測并判斷為故障,于是自動暫停。并且,當故障的時候,我們可以選擇不同的方式來警告外界。比如可以IO報警、軟件報警或者用串口發(fā)送一些故障碼。下圖紅色字樣就是軟件報警:

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IO口報警或者串口報警,有的需要根據(jù)客戶的具體聯(lián)動的執(zhí)行設備進行定制或者調整。

最后我們看下客戶的統(tǒng)計曲線和故障聯(lián)動的具體應用:

首先選擇要監(jiān)控的物理量,同樣也是可以同時選擇多個。例如這個客戶案例選擇監(jiān)控這個周期信號的周期,

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現(xiàn)在的周期是1k把故障檢測打開,然后選上周期選擇故障,小于17.6微秒 大于1500微秒的時候固定的故障碼是01。

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設定這個故障以后,我們觀測周期的歷史統(tǒng)計曲線,等待信號周期的變化。

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上圖中,周期已經超過了剛才的警戒范圍,所以它現(xiàn)在報故障了,然后LOTO的usb示波器的燈會變亮。自動控制系統(tǒng)的PLC聯(lián)動,告訴PLC,IO口置高了,這時候串口模擬輸出了一個IO高電平給外界,然后故障聯(lián)動的部分會通過串口報警。

這時,在串口調試頁面,我們可以發(fā)一個命令,詢問現(xiàn)在示波器的狀態(tài)。串口回復的命令是01,01代表是停止的狀態(tài)。然后手動發(fā)送第二個命令:詢問故障,查看故障類型,他會通過故障碼告訴我們是哪個故障。串口反饋的是01,而周期故障碼為01,因此我們就知道故障的原因是周期故障了。

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我們已經知道是什么故障了,所以就可以排除故障。

正常運行的狀態(tài)下,周期的測量值是在故障設定的合理范圍之內,所以現(xiàn)在我們看到統(tǒng)計曲線沒有報故障。我們通過串口詢問狀態(tài),串口回復02,表示正在采集。發(fā)送詢問故障,回復的是FE,表示沒有故障。

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