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Fluke 190 SeriesII :便携与多通道的完美结合
会议开始前,Henk Koppelmans缓缓掏出纸巾,轻轻擦了擦示波表的液晶屏。这款时隔多年之后出现的Fluke 190 SeriesII四通道便携式示波表,FLUKE ScopeMeter经理 Henk将它看做“自己的孩子”。
但就在仅仅几分钟之后,这个示波表却被三番两次地重重摔到了桌子上。

Henk Koppelmans,Fluke Genral Manager BU scopeMeter.
“坚强”的Fluke 190 SeriesII
20 年前,当人们大胆地将示波器从实验室带到工作现场时,被摔——似乎就成了手持式示波器的宿命之一。当福禄克早在 1991 年推出 ScopeMeter 90 系列示波器时,它就有效地创造了手持示波器这个类别,并重新定义了“移动”波形分析。1997 年,原来的 90 系列中加入了紧凑型 120 系列,并在两年之后由双通道 190 系列取代。2001 年出现了彩色显示屏,2010 年最新型四通道 Fluke ScopeMeter 190 系列 II 示波器当然也不例外。
这款全球同步推出的创新型四通道便携式示波表,将示波器的多通道和便携式成功且完美地结合在一起,同时带有电气隔离通道,安全等级高,适合工业应用,应用范围涵盖对微电子电路进行故障排查及功率电子应用测量。
该系列示波表是第一款针对CAT IV工业环境制造的四通道示波器。这些示波器具有CAT III 1000V/CAT IV 600 V安全等级,适合在三相、四相应用中进行测量,如测量工业电机、可变速驱动器、UPS 和变频器,同时测试输入、输出和控制信号。具有采样高速度、高分辨率:采样率高达2.5 GS/s,分辨率达400 ps。拥有用户一直期待的新功能,如 USB 连接和高级智能电池管理技术(供全天操作)。
Fluke190 SeriesII系列示波表仍是唯一的一种具有即触即测(connect and view)这一功能的示波器,可非常方便地捕获、分析未知的复杂波形。拥有创新的外型设计,提供了一个用于挂钩和螺纹嵌入件的相机附件安装座,可以安装标准相机附件。带有一个安全槽,如果需要离开示波器而让其在无人看管的情况下进行记录,则可以将示波器锁定。

从设计者的角度来谈Fluke 190 SeriesII,记得其中最有趣的一句话就是“市面上已有一种成熟优质的产品,它投入市场已近10年,赢得了比较好的信誉,那么对于优质的产品,您该怎么做呢?这就好比要对回形针之类的成熟产品进行改良,您该怎么做呢?”
Fluke 190 SeriesII的新特性
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剖析Fluke 190 SeriesII
电能管理——那么,福禄克是如何在不明显增加尺寸、重量或功耗的情况下将 ScopeMeter 的功能加倍的呢?对于研发用的台式示波器来说,带宽和存储器深度是主要的性能驱动因素;与此不同的是,手持式工业示波器需要创新的电能管理。这是因为,ScopeMeter 示波器的防尘和防水密封外壳内无法安装风扇和格栅,每次充电后电池提供的每一瓦特小时电能都用来延长示波器的工作时间。福禄克通过一种大规模定制集成电路解决了这一电源限制难题。在单一芯片上集成的功能越多,电路的能量效率就越高。在由众多芯片或分立元件制造而成的普通电子电路中,大量能量都损失在各个元件间的连接部分中。这种能量以热量的形式散失,防尘密封外壳内的电路就会变得很热。集成还有一些其他优点,其中包括坚固性更高,因为消除了功能模块间的潜在信号恶化,并且减少了机械接点的数目。这两个因素会引起冲击或振动,因此是潜在的故障来源。减少元件数目会使产品更加可靠,并有助于使最终产品变得紧凑。虽然 ScopeMeter 190 系列 II 示波器还不是一个真正的单片式仪器,但它具有一个独特的 ASIC,该 ASIC 集成了用于四个浮置通道以及四个万用表、数字存储器以及大部分处理电路的 ADC。从集成程度方面来看,它的设计或许是今年全世界范围内最为复杂的 10 种设计之一。如果没有 ASIC,开发一款满足 7 W 功耗限制、符合 IP 51 防护等级并且提供工业示波器用户所需的性能的四通道 ScopeMeter 示波器将是极为困难的。
190 系列 II 示波器上的另一个改进是增加了一个电池盖,便于方便地更换电池。原来的 190 ScopeMeter 示波器为了防尘和防水而省去了这个电池盖,根据用户的要求,190 系列 II 型示波器上提供了该电池盖,为的是便于在工作现场更换电池。容量达 4800 mAh 的锂离子电池可在一个工作班次(长达 7 小时)内为 ScopeMeter 供电而无需充电,但有时需要更长时间才能将工作完成。因此,提供了可选的备用电池。
为何要将输入通道隔离?——用于分析高电压的工业示波器需要完全浮置的输入通道,这些通道相互隔离。这是为了保护用户、被测试设备以及示波器本身。与 190 系列 II 示波器不同的是,台式示波器上的输入接地连接全部是公共连接并与电源接地端相连,这在使用高压和低压组合信号的情况下具有潜在危险性。为了对众多工业应用中的浮动电压进行精确分析,也需要将各个通道隔离。使用光隔离和电隔离部件的组合(分别用于高频和低频信号)来取得完全浮置的输入,这样就可保证获得真实的浮动读数,并在不使用附加差分探头的情况下为用户提供保护。
这些示波器拥有四个完全浮置的输入通道,可用于研究可变速电机驱动器、三相电源、液压定位、机械手系统以及其他复杂共业控制器。通过同时查看输入信号、输出信号和反馈回路并捕获瞬变和反射,可将对这些装置的故障排查大大简化。从两个通道提高到四个通道扩大了这些坚固仪器的使用范围,甚至可以将它们带回实验室中!但是,工作现场才是最新一代 ScopeMeter 示波器大显身手的地方。

用户启发的用户界面——典型的 ScopeMeter 用户不是典型的台式示波器用户,因此像自动触发这样的功能倍受重视。原始 190 系列的用户界面是在与用户的交流中发展而来的,因此,190 系列 II 示波器保留了用户所信任的熟悉布局,但具有一些精细的改进,例如,按键带照明,显示屏更大和更加明亮。其他较小但值得一提的改进包括一个可增加安装形式的标准“三脚架”螺纹安装件以及经过改进的手带安装形式。这是唯一的一款带有便携式 PC 上所用的那种 Kensington 锁的仪器,为的是在进行无人看管的测量时防止示波器被盗。
除了硬件方面的改进外,也对软件功能进行了量身定制。例如,通过 100 个屏幕回放功能,用户可以及时返回以查看快速瞬变或其他容易错过的信号异常。自然也包括一些人们非常喜欢的功能,例如,用于瞬时触发的 Connect & View 功能、用于在较长时间内进行分析的 ScopeRecord 功能以及用于对数据绘图的 TrendPlot 功能。ScopeMeter 与 PC 相连的方式也进行了更新。190 系列 II 示波器将 USB 作为实际连接标准,带有一个微型 USB 端口和一个用于连接存储设备的标准 USB 端口。这样就可更加方便地存储或传输波形数据点、屏幕副本和仪器设置,并使用 FlukeView 软件来下载波形、屏幕副本和仪器设置。这些 USB 端口也进行了隔离,以免用户和计算机受到可能与仪器相连的潜在危险高电压的伤害。
安全——新型四通道 ScopeMeter 示波器具有原来 190 系列熟悉的用户界面,可以选择 100 MHz 或 200 MHz 带宽,是首款拥有 IP 51 防护等级的防尘防水示波器。这意味着您可以充满信心地在条件恶劣的脏乱工业环境中使用它们。这些示波器也是第一种具有 1000V CAT III 和 600V CAT IV 安全等级的示波器。由于工业机器设备和功率电子电路通常固定安装在 III 类和 IV 类工作环境中,所以对于福禄克来说,用户安全是一个首要问题。因此,让 190 系列 II 示波器及其探头取得这些 IEC 61010 安全等级从一开始就没有讨论的余地。因而适合在三相、四相应用中进行测量,如测量工业电机、可变速驱动器、UPS 和变频器,同时测试输入、输出和控制信号。具有采样高速度、高分辨率:采样率高达2.5 GS/s,分辨率达400 ps。
他们在用Fluke 190 SeriesII,你用了么?
对一个设计者而言,最高兴的事情莫过于看到自己的产品应用到实际生活中。谈及Fluke 190 SeriesII示波表的应用,Fluke Product Marketing Specialist Hilton Hammond 不由地表露出兴奋的神情,每个应用,都有很多振奋人心的事情发生。

Hilton Hammond ,Fluke Product Marketing Specialist
Alto Mogiana是巴西五大甘蔗糖长之一,通过生态循环利用,利用甘蔗渣滓去发电,他们一年发电60MW,是其工厂本身用电量的两倍,自己用完之后还能将多余的电量卖掉。安全性是他们最关注的指标,其7人组成的电气团队一直在安全运作,已经 5548 天没有出现事故了!
Haeusler是一家瑞士的金属成形、装配和焊接设备的厂商,可弯折厚度达40cm的钢板,需要使用4通道示波器来对多个液压控制定位系统的定时进行同步。


以上两个图是Henk和Hilton来北京之后参观的,视频也将在Fluke的官网上公布。
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关于Fluke 190 SeriesII的Q&A
ScopeMeter 基本情况
ScopeMeter
是一款便携式多通道仪器,它将示波器与万用表和记录仪功能组合在一起。 ScopeMeter 示波器可以波形的形式显示测量值(就像是传统示波器),或以数值的形式显示测量值(就像是数字式万用表)。 新型 Fluke ScopeMeter 190 系列 II 示波器可在一个彩色显示屏上同时测量最多 4 个信号。
ScopeMeter 示波器可测量什么?
ScopeMeter 示波器可以测量电压、电流、电阻、失真、谐波、反射、信号波动、信号定时、瞬变和电路连续性。
ScopeMeter 示波器可以高达每秒 25 亿次的速度采样和显示信号。
ScopeMeter 可用于何种应用?
ScopeMeter 示波器可在各种电力电子和自动化应用中使用:
电气部件和设备
电源系统/控制/配电设备,包括三相电力设备
工业电子设备(可变速驱动器、 UPS、后备发电机、感应炉)
工业自动化(PLC、I/O、传感器)
工业电网和楼宇控制系统
太阳能和风能领域中使用的功率逆变器
汽车系统
谁使用 ScopeMeter 示波器?
ScopeMeter 测试工具可由负责关键系统并经常对不能离线或更换的电子设备进行故障排查的现场专业人员使用。
工业和商业设备维护技术人员
工业控制技术人员
工业、电气和电子工程师
电工人员
楼宇控制技术人员
现场服务组织
政府和军事部门
人们出于什么目的使用 ScopeMeter 示波器?
Fluke ScopeMeter 示波器可用于捕获和显示电气现象,最常见目的是寻找系统故障的原因。
1. 现场维护。 对安装的现有系统进行故障排查。
2. 安装、调试和诊断。 排除故障、执行电路测试。
3. 在车间内或工作台上进行维护和维修。
为何使用 ScopeMeter?
台式示波器可捕获极小信号上变化非常快速的事件。 ScopeMeter 示波器可在现场完成这个工作,它可与 CAT IV 600 V 相连,带有隔离接地端。 大多数 ScopeMeter 用户出于以下原因对信号进行测试:
定时和同步问题
衰减/ 输入阻抗不匹配
信号波动/漂移
或者,他们需要测试:
可变速驱动器或变频器的谐波、瞬变、负载不平衡
电路电压 /电流过载
电网的感应噪声和干扰
控制装置的随机关断/复位


