如何利用好示波器的自动测量功能及电压探头衰减、接地线对电源纹

一、用好示波器的自动测量功能

示波器的时间轴和电压轴都是经过标定的，数值具有明确的物理和计量意义，因此通常需要在测试报告中记载相应的数值。具体到纹波测量，通常最关心纹波的大小，可用纹波的峰峰值，有效值等指标表示。在模拟示波器上，可以通过数格子的方法来读出数值。在早期的数字示波器上出现了光标，用于手动测量2个点之间的相对值。这些测量功能作为示波器的基本功能也保留至今。

进一步地，现代示波器一般都具有强大的自动测量功能，只需要简单按键或者点击，就可以将常见数值指标显示在屏幕上，并且实时刷新。如图1所示，对于这个不规则的周期纹波信号，示波器测得峰峰值有116.7mV，有效值有26.24mV。如果需要周期、频率等指标，也可以用类似的方法快速得到。

图1：示波器自动测量功能

二、电压探头衰减的影响

无源探头的衰减要设置为1X。原因是1X是无衰减档位，带宽较小，而且去掉了衰减器带来的噪声，会减弱额外噪声的影响。如图2所示，普通无源探头的衰减档位是通过拨动开关来选择的，测试时一定要先确认档位设置正确。图3和图4是同一个探头设置在10X和1X测量同一个信号的波形（已分别在示波器中设置了正确的衰减，屏幕显示的是真实电压值，无需换算）。可以看到图3的波形相比图4明显叠加了更多的高频噪声，信号细节不够清晰。使用示波器的自动测量功能，也会发现读数不同。

图2：示波器电压探头衰减设置开关

图3：探头衰减设为10X的波形

图4：探头衰减设为1X的波形

三、接地线的影响

探头要拔掉地线，使用探头的接地弹簧来就近接地。具体的操作方法如图5所示，探头上只有探针和接地弹簧2个组件，没有额外的接地延长线。探针和接地弹簧的触点之间只有数毫米的距离，可以直接接入到板子上的无源器件两端。对于纹波测量，在电源模块输出的滤波电容两端测量是一个不错的选择，如图6所示。

图5：探头的探针和接地弹簧

图6：使用接地弹簧和探针测量纹波，接地弹簧就近接地

图7是一种错误的示范。使用探头的接地夹，图方便就夹在了板子边缘的地线上，直流通路看上去没有问题。但是接地夹通常有数厘米甚至更长，板子上的走线通常也是厘米量级，测量环路就会比使用接地弹簧的方案长很多。因此会引入更多不必要的噪声，如图8所示，目测波形上就有反复出现的尖峰，显然是和真实情况相违背的。

如果仔细观察，还可以看到图7中，接地夹构成的环路中，甚至还有一根白色电缆穿过，这些都是不严谨的测量方式，需要及时改正。

图7：使用接地夹和探针测量纹波，接地夹随意夹到板子边缘的地线上（错误示范）

图8：使用接地夹测量纹波时明显能发现的干扰信号

充分利用好示波器的自动测量功能，可让工程师们事半功倍。以上内容为普科科技PRBTEK结合一些工程测量实际为大家分享。

B1010台式电导率仪采用嵌入式系统设计，集信号采集、数据处理、显示功能与一体，智能化程度高，测量精确，操作方便；用于测量水溶液导电能力的强弱，从而间接判断溶液中离子含量的多少或水质的好坏等，广泛应用于电力、石油化工、食品品饮料、造纸等行业，也可以用于高等院校、科研机构等进行教学或科学研究。 

仪器特点

1、192×64点阵液晶中文或英文、多参数显示、内容丰富、易于理解。

2、采用嵌入式系统设计，速度最快、精度z高便于功能扩展。

3、采用微电子技术，全部贴片(SMT)工艺，实现低功耗，提高了性价比和可靠性。

4、增强型塑料外壳，防水设计，稳重坚固。

5、增强型塑料外壳，美观坚固。

6、关键参数密码保护，防止非操作人员对本机误操作，保证仪器的基本性能。

7、简单的人性化键盘设计，操作快速、通俗易懂。

8、补偿温度自动测量或手动输入。

9、具有测量数据、运行、校准记录存储、查询功能。

技术参数

?   显   示：192×64点阵液晶，可选择显示中文或英文

?  ?量   程：K=0.01：(0.000～2.000)μS/cm、(0.000～20.00)μS/cm，2个量程自动切换

                 K=0.1：(0.000～20.00)μS/cm、(0.000～200.0)μS/cm，2个量程自动切换

                 K=1：(0.000～200.0)μS/cm、(0.000～2000)μS/cm，2个量程自动切换

                 K=10： (0.000～2000)μS/cm、(0.000～20.00)mS/cm，2个量程自动切换

?  ?最小分辨率：0.001μs/cm

?  ?基本误差：±1%F.S

?  ?读数响应时间：≤10秒

?  ?温度传感器: Pt1000

?  ?测温范围:( 0.0～99.9)℃

?  ?测温精度: ±0.5℃

?  ?温度分辨率: 0.1℃

?  ?温度补偿系数:( 0.00～9.99)%/℃

?  ?补偿参考温度: 25℃

?  ?水样温度：(5～60)℃

?  ?环境温度：(5～45)℃

?  ?环境条件：湿度≤90%RH(无冷凝)

?  ?储运温度：(-25～55)℃

?  ?供电电源：交流(85～265) V、频率(45～65)Hz

?  ?功    率：≤5W

?  ?外形尺寸：205mm×210 mm×80mm（长×宽×高）

?  ?重    量：1.5kg

接触角测量的功能！

1. 液体在固体表面的铺展、渗透、吸收等润湿行为，座滴法测量静态接触角；

2. 材料在固体表面的前进角、后退角、接触角滞后、滚动角、动态接触角测量；

3. 吸收材料的连续实时研究及过程记录，接触角随时间变化曲线分析；

4. 各种特殊材料的接触角测量，如粉末、弯曲曲面、超疏水/超亲水样品；

5. 附着滴法测试材料浸没在液体中的接触角测试；

6. 悬滴法测量各种液体表界面张力及其极性、色散分量；

7. 计算固体表面自由能（Surface free energy），及其极性色散分量分析；

8. 分析液体在固体表面的粘附功（Adhersion），评估固体表面均匀性、清洁度等。

分析软件的功能方法！

1、接触角测量分析软件自动拟合法（一键自动拟合，

）包括：圆法拟合（Circle method）、椭圆/斜

椭圆拟合法（Ellipse/Oblique ellipse）、LY、微分椭圆法/微

分圆法（Differential circle / Differential ellipse）；

2、动态接触角拟合（批量拟合多张图像）包括：润湿性能测试

（Wettability）、视频连续拟合计算（Video analysis）；

3、 表面能量计算（Surface energy）；

4、 表界面张力测量（Surface tension）；

5、 前进后退角测量（Forward and backward angle）；

6、 粘附功（Adhesion work）；

pH计是用于测量溶液酸碱度的常见仪器，在化学、环境监测、食品加工、水处理等行业中发挥着至关重要的作用。它通过测量溶液中的氢离子浓度，帮助我们了解溶液的酸性或碱性程度。

pH计的工作原理

pH计的核心工作原理基于氢离子活度的测量。氢离子浓度与溶液的pH值呈对数关系，因此，通过电极检测到溶液中氢离子的浓度，pH计便能够输出相应的pH值。通常，pH计由两个主要部分组成：电极和显示装置。电极通过与溶液接触，将氢离子活度转化为电信号，再通过显示装置将该信号转化为pH值数字，供用户读取。

pH计的关键特性

精度和稳定性 pH计的精度是其重要的特性之一。高精度的pH计能够在微小变化的氢离子浓度下提供准确的测量结果。为了保持测量的稳定性，pH计通常采用自动温度补偿功能，因为温度变化会直接影响溶液中氢离子活度的表现，进而影响pH值的准确性。

自动校准功能 高端pH计普遍具备自动校准功能，能够根据标准缓冲溶液自动调整其测量值。这种功能极大地提升了使用的便捷性，减少了人为操作失误的可能性。对于需要频繁测量的环境，自动校准不仅提高了效率，还确保了结果的一致性。

电极的类型与材质 pH计的电极种类繁多，常见的有玻璃电极、金属电极和组合电极。玻璃电极因其良好的电导性和较长的使用寿命，广泛应用于各种pH计中。

响应时间 pH计的响应时间通常较短，但不同型号和类型的pH计响应速度有所不同。对于需要实时监测pH值变化的应用，选择响应时间较短的设备尤为重要。

pH计在不同领域的应用

水质监测 在水质检测中，pH计用于评估水体的酸碱性，帮助判断水质的健康状况。水处理厂、河流、湖泊及地下水的pH值检测离不开高精度pH计，尤其是在处理过程中，pH值的变化直接影响到水质净化效果。

食品加工 食品行业中，pH值对食品的风味、质地和保存期限具有重要影响。例如，酸奶、啤酒等发酵产品的生产过程中，pH计的准确性直接关系到产品的质量控制。

农业 在农业中，土壤pH值对植物的生长有着深远影响。过酸或过碱的土壤会影响植物的养分吸收。农场使用pH计定期检查土壤酸碱度，帮助调整肥料的使用量，优化作物的生长环境。

化学实验 化学实验中，精确的pH值测量有助于控制反应条件，确保实验的顺利进行。特别是在酸碱中和反应、缓冲液制备等过程中，pH计是必不可少的实验工具。