EVMT 11 Meten met de Scoop

Transcriptie

1 EVMT 11 Meten met de Scoop Zelfstudie en huiswerk Naam Cursist: Trainer: Datum: COPYRIGHT 211

2 Zelfstudie 2

3 Zelfstudie 3 Inleiding Dit Zelfstudiepakket is een voorbereiding op de RPT-dag "Meten met de scoop", die je binnenkort gaat volgen. Tijdens deze RPT-dag ga je een aantal opdrachten uitvoeren. De informatie in de Zelfstudie is speciaal gericht op deze opdrachten. De Zelfstudie vormt een aanvulling op de Theorieleerstof die bij de beroepsopleiding hoort. In de Zelfstudie moet je een aantal vragen beantwoorden. Doe dit zo goed als je kunt. Het helpt je ook om met succes door de Starttoets te komen. De vragen worden tijdens de dag door de instructeur besproken. Neem daarom de ingevulde Zelfstudie mee naar de RPT-dag en bewaar hem goed. Hij kan ook zeer nuttig zijn bij de voorbereiding op het praktijkexamen. Doelstelling Na afloop van deze training kun je met betrekking tot: Werken met een oscilloscoop de oscilloscoop bedienen de oscilloscoop instellen het begrip triggeren verklaren Signalenleer puls en periodetijd bepalen de frequentie bepalen/ berekenen sinus herkennen duty-cycle herkennen en berekenen de gemiddelde spanning over de duty-cycle gestuurde actuator bepalen en berekenen de werking verklaren van een wisselspanning en het gelijkrichten daarvan Beoordeling: Aan het einde van de RPT-dag vult de trainer een beoordelingsformulier in. Dit formulier wordt aan de cursist meegegeven. Hierop staan de beoordelingen voor de uitgevoerde werkorders. Ook geeft de trainer een algehele beoordeling voor de manier waarop er de hele dag gewerkt is. De beoordeling voor de verschillende onderdelen is Goed (G), Voldoende (V) of Onvoldoende (O). Succes!

4 Zelfstudie 4

5 Zelfstudie 5 Scoopmeting De scoop is een meetapparaat om het spanningsverloop te meten en dit grafisch zichtbaar te maken (afbeelding 1). Het zichtbaar maken van het spanningsverloop is belangrijk om signalen van een sensor te controleren. Deze signalen kunnen van langzaam tot zeer snel wisselen, maar in ieder geval zijn de wisselingen te snel voor een multimeter om te volgen. Een scoop is in feite een voltmeter die de hoogte en het verloop van de spanning laat zien. Anders gezegd: de spanning wordt weergegeven als functie van de tijd. Hierbij lees je de tijd horizontaal (op de X-as) af en de spanning verticaal (op de Y-as). 1. Scoopbeeld Triggeren Als je een grafisch meetinstrument hebt wat op papier tekent zoals bijvoorbeeld een seismograaf (afbeelding 2) die aardbevingen registreert, dan kun je het gedeelte wat je wilt aflezen terugzoeken op het papier. 2. Seismograaf CAN-bus metingen bijvoorbeeld gaan veel te snel om op papier te tekenen. Het scherm van een scoop wordt gebruikt om metingen te bekijken. Om een signaal op een scoop te kunnen aflezen wordt de scoop bijvoorbeeld op 2 milliseconde per divisie gezet. Dat wil zeggen dat elk vierkantje in het scherm een tijd van 2 milliseconde weergeeft. Heeft het beeld nu 5 divisies (vierkantjes) horizontaal dan duurt 1 beeld dus 1 milliseconde, de scoop schrijft van links naar rechts en is hiermee na 1 milliseconde klaar en begint opnieuw links te schrijven waarmee hij rechts gestopt is.

6 Zelfstudie 6 Afbeelding 3 geeft een sinus weer. Stel je voor dat de lichte lijn het eerste deel van het signaal is en de zwarte lijn het tweede deel van datzelfde signaal. Je ziet dat de beelden door elkaar lopen en zo wordt het beoordelen van dit signaal onmogelijk. 3. Scoop niet getriggerd Triggeren, is een manier om tegen de scoop te zeggen wanneer deze moet beginnen met het schrijven van een te meten signaal. Daarnaast is het triggerniveau zo in te stellen dat de scoop begint met schrijven op een bepaald spanningsniveau, een andere mogelijkheid is om de scoop te laten schrijven tijdens de op of neergaande flank van het te meten signaal. In afbeelding 4 geeft de punt het spanningsniveau weer en de muzieknoot rechts van de punt de op of neergaande flank. Het linkergedeelte van het zwarte signaal wordt dus nooit weergegeven. Bij sommige scoops kan ook de tijd waarbij begonnen wordt met schrijven ingesteld worden. De rode punt verschuift dan naar rechts. 4. Scoop getriggerd Het kan voorkomen dat een scoop geen beeld schrijft als het triggerniveau niet goed is ingesteld, de spanning waarop de scoop moet beginnen met schrijven wordt dan door het te meten signaal niet gehaald.

7 Zelfstudie 7 Scoop niet getriggerd Scoop getriggerd Verschillende scopes. Tijdens de training wordt gebruik gemaakt van een Fluke 123 scoop, maar er zijn meerdere fabrikanten. Bij de beslissing of er een scoop aangeschaft gaat worden in de werkplaats is het verstandig om reeds kennis te hebben van een scoop. Let op de maximale spanningen die weergegeven kunnen worden omdat in de toekomst de spanningen hoger worden in auto s (commonrail-verstuiver). Als er meerdere kanalen op de scoop zitten, dan kunnen sommige scopes de signalen niet door elkaar schrijven maar wordt voor elk kanaal een apart gedeelte in het beeldscherm gebruikt. Dit kan lastig zijn. Voor CAN-bussystemen is een scoop benodigd die een twee kanaals meting kan uitvoeren, zodat de signalen met elkaar vergeleken kunnen worden. Een scoop die te gecompliceerd werkt verdwijnt in de kast onder een laag stof. Als men een scoop in de werkplaats heeft is het verstandig om zo nu en dan de signalen van diverse componenten te meten, ook als het niet direct noodzakelijk is. Op deze manier wordt de ervaring en kennis van de scoop paraat gehouden, en weet je hoe de verschillende signalen er uit zien.

8 Zelfstudie 8 SIGNAALBEOORDELING De vraag die centraal staat hierin: Wat is belangrijk in een afgegeven signaal om dat desbetreffende signaal op een juiste manier te beoordelen? Hieronder staan een aantal beoordelingspunten: 1. hoe is het meetgereedschap aangesloten? - over het component - ten opzichte van massa 2. is er geen spanningsverlies in de massa? 3. is er geen spanningsverlies in de plus? 4. veranderd het signaal bij gas geven, wel of geen duty-cycle? 5. wat is de frequentie van het gemeten signaal? 6. wat is de top-top spanningswaarde van het signaal? 7. wat voor een te meten signaal kan ik verwachten? Er komen in de elektrotechniek diverse vormen van signalen voor. De meeste daarvan zijn herhalend ook wel repeterend genoemd. De herhalende signalen splitsen we in twee hoofdgroepen: Analoge signalen Digitale signalen Analoge signalen vertonen alle spanningswaarden tussen een minimum en een maximum niveau. Digitale signalen kennen maar twee spanningniveau s, laag of hoog. De overgang tussen laag en hoog geschiedt plotseling, zodat men ook wel over bloksignalen spreekt. In de elektrotechniek onderscheiden we de volgende verschillende spanningsvormen: blokspanning sinusspanning zaagtandspanning

9 Zelfstudie 9 De spanningsvormen die bij ons het meest voorkomen zijn de blokspanning en de sinusspanning. In de plaatjes hieronder zie je verschillende aansluitmogelijkheden van de scoop. Tijdens de meting over het component (V2) worden de meetpennen over het desbetreffende component, in dit geval een verstuiver geplaatst. 12 V over het component t Op welk punt wordt de schakelaar geopend? Tijdens de meting ten opzichte van massa (V3) wordt een meetpen op de ingang van het regelapparaat en de andere pen op de massa geplaatst. 12 V t.o.v. massa Op welk punt wordt de schakelaar geopend? t

10 Zelfstudie 1 Het verschil in meting, over het component en ten opzichte van massa is dat de scoopbeelden elkaars tegenover gestelden zijn. Wanneer gebruik wordt gemaakt van een BOB-kast (break out box) dan zal de meting t.o.v. massa uitgevoerd worden, echter in de praktijk blijken de meeste bedrijven niet te beschikken over een BOB-kast. Wanneer het bedrijf niet over een BOB-kast beschikt kan de meting zowel over het component uitgevoerd worden als ten opzichte van massa. Beide metingen hebben hun voordelen dan wel hun nadelen.

11 Zelfstudie 11 Soorten spanningen en stromen 12 Zuivere gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit (positief/negatief) en grootte (accuspanning) U (V 1 t (s) 2 1 Variërende gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit; de spanning wisselt (signaal gaskleppotentiometer) U (V 1 2 t (s) Pulserende gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit, de frequentie wisselt regelmatig. Dit wordt ook wel pulstrein genoemd. 1 U (V t (s) Zuivere wisselspanning De polariteit wisselt regelmatig, m.a.w. de stroom- 15 U (V Topwaarde richting keert om (toerentalsignaal) 5 1 t (ms) Top-top waarde - 15 Topwaarde Top-topwaarde De topwaarde is de maximale waarde wat een signaal bereikt. symbool: û of U max, eenheid: volt (V) De top-topwaarde is het verschil tussen de maximale negatieve en de maximale positieve waarde. symbool: U top-top, eenheid: volt (V).

12 Zelfstudie U (V U top U top-top t (ms) U gem = - 15 Periode Periodetijd (pulsbreedte) Frequentie Gemiddelde waarde Duty-cycle De periodetijd is de tijdsduur van één frequentie. eenheid: seconde De frequentie is het aantal perioden per seconde symbool: f, eenheid: hertz (Hz) in formulevorm: f = 1/periodetijd). De gemiddelde waarde is de waarde wat een signaal gemiddeld heeft, b.v. gemeten met een multimeter. symbool: U gem, eenheid: volt (V) De hoogte van de hieronder afgebeelde pulserende gelijkspanning is 75% van de periode. De gemiddelde waarde is dan 75% van de topwaarde. 75% van 11,25 V is 8,4 V. De gemiddelde waarde is dus 8,4 V. De duty-cycle geeft een verhouding aan tussen de pulstijd en de periodetijd (symbool: formule: = (Pulstijd/periode) x 1%. Een duty-cycle wordt weergegeven als een percentagegetal. Let op: het bepalen van de pulstijd hangt af van de uitgevoerde meting Bij V2 (over het component) is het hoge gedeelte de tijd dat er stroom loopt (zie afbeelding). Bij V3 (t.o.v. massa) is het lage gedeelte de tijd dat er stroom loopt (zie afbeelding). 15 U (V U gem Pulstijd t (ms) Duty-cycle = ca. 7% Periode

13 Zelfstudie 13 Tijdens de praktijkopdrachten wordt het onderwerp offset oftewel superponeren aangesneden, superponeren wil zeggen dat we op een aangelegde (aanwezige) spanning het daadwerkelijke afgegeven signaal van een sensor zetten. Wat voor doel heeft het superponeren: hierdoor kunnen we een foutcode genereren we kunnen het afgegeven signaal beschermen tegen storingen van buitenaf Huiswerkopdracht: Wat is het verschil tussen de meting over het component en t.o.v. massa? Het verschil qua meting is, dat het scoopbeeld gespiegeld wordt. Noem enkele sensoren met de daarbij horende spanningsvorm. Hall-sensor Blokspanning Inductieve-sensor Sinusspanning Noteer van het scoopbeeld de volgende zaken: instelling van de spanning instelling van de tijd hoe noemen we dit signaal wat voor spanning is dit periodetijd frequentie top-topwaarde topwaarde het triggerniveau (spanning) de triggerflank 1 mv/d 1 ms/d sinussignaal wisselspanning, snijdt de nullijn 2 ms f =1/T = 5 Hz 5 mv 25 mv zolang trigger maar in het signaal staat! opgaande flank