示波器的測量統(tǒng)計功能 及其在自動化測試中的應(yīng)用

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(fù)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：

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(yīng)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(dāng)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(nèi)，一旦超出范圍要自動警報通知執(zhí)行機(jī)構(gòu)做相應(yīng)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(shè)置警報閾值，能和外部設(shè)備進(jìn)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(jī)軟件功能，免費下載上位機(jī)軟件進(jìn)行升級，就能用使用LOTO虛擬示波器做到這個功能。

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(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品或者信號進(jìn)行客制化故障聯(lián)動。

在LOTO示波器的軟件界面的設(shè)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(fù)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。

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(nèi)，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(shè)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(nèi)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)。

  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(diào)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(dāng)前的的峰峰值是多少。

在歷史統(tǒng)計曲線的基礎(chǔ)上我們可以實現(xiàn)故障聯(lián)動的功能：在故障檢測設(shè)置欄勾選峰峰值，設(shè)置故障范圍和故障碼。當(dāng)峰峰值超過所設(shè)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(dāng)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：

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(shè)備進(jìn)行定制或者調(diào)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(yīng)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，

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。

       設(shè)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。

上圖中，周期已經(jīng)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(diào)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(fù)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。

       我們已經(jīng)知道是什么故障了，所以就可以排除故障。

正常運(yùn)行的狀態(tài)下，周期的測量值是在故障設(shè)定的合理范圍之內(nèi)，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(fù)02，表示正在采集。發(fā)送詢問故障，回復(fù)的是FE，表示沒有故障。