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：

 

 

 

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。

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。

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。

 

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。

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：

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，

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。

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。

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。串口反馈的是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。

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。