Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Це прилади призначені для спостереження, реєстрації і вимірювання параметрів досліджуваного сигналу, який залежить від часу. Розрізняють два основних класи осцилографів: світлопроменеві, призначені для спостереження повільних процесів, і електронно-променеві, здатні відображати як повільні, так і швидкоплинні процеси. У свою чергу, електронно-променеві осцилографи поділяються на аналогові і цифрові.
В цих приладах використовується електромеханічне відхилення світлового променя під дією досліджуваної напруги і запис на фотоплівку. Основною складовою частиною СПО є осцилографічний гальваномер. Найчастіше випускаються СПО з 3, 6, 8-ма магнітоелектричними гальванометрами, що дозволяє одночасно спостерігати і реєструвати відповідну кількість вимірюваних величин.
Конструктивно осцилографічний гальванометр представляє багатовиткову рамку (діаметром d=0,3-0,4 мм, висотою h=10-15 мм). Протидіючий момент створюється розтяжками, які кріплять рамку до тримачів. До рамки жорстко прикріплене дзеркало. Обертовий момент рамки створюється в результаті взаємодії струму в рамці з магнітним полем постійного магніту. Через те, що рамка має малий момент інерції, кут її відхилення в кожний момент часу пропорційний миттєвому значенню струму.
До складу СПО входить оптична система та обладнання для спостереження і запису параметрів досліджуваного процесу. На рис. 7.1 зображені оптична схема (а) та вид осцилограми СПО (б).
Промінь світла від лампи 1, проходить через діафрагму 2 і призму 3, відбивається від дзеркальця 10, попадає на призму 9, де розділяється на дві частини. Одна частина променя проходить поверх призми 9 і концентрується при допомозі призми 6 на фотоплівці 7. Друга частина променя відхиляється призмою 9 і направляється на дзеркальний барабан 8, відбиваючись від якого попадає на екран 5. Для розгортки руху променя в часі плівка і барабан приводяться в рух з допомогою двигуна. Якщо швидкість барабана така, що час повороту його на деякий кут кратний періоду досліджувального сигналу, то на екрані буде нерухома крива цього сигналу. Маштаб по осі часу визначається при допомозі відмітчика часу найчастіше оптико-механічного типу, які забезпечують попадання на фотоплівку світлових променів з певним інтервалом часу.
Технічні характеристики СПО: кількість одночасно досліджувальних сигналів - 1224; швидкість стрічки - від 0,5 до 104 мм/с; частотний діапазон f<30кГц, відносна похибка вимірювання складає до 2,5%.
ЕПО можна класифікувати за різними ознаками.
За принципом дії і призначенням осцилографи поділяються н:
а) універсальні - це такі, в яких досліджувальний сигнал подається на вертикально-відхиляючу систему електронно-променевої трубки, а горизонтальне відхилення здійснюється за допомогою генератора розгортки (високоточний генератор пилоподібної напруги);
б) стробоскопічні - це такі, в яких для відображення форми сигналу здійснюється випадковий або заданий відбір миттєвих значень сигналу;
в) запам'ятовуючі ЕПО - це такі, в яких здійснюється запам'ятовування на деякий час досліджувального сигналу з можливістю декілька або одноразового повторного перегляду цього сигналу;
г) спеціальні - це такі, які доповнені спеціальними вузлами цільового призначення (цифровий для налагоджування телевізорів).
За числом одночасно досліджувальних сигналів розрізняють осцилографи:
а) багатопроменеві, в яких формується одночасно декілька незалежних променів;
б) багатоканальні, в якиїх формується тільки один промінь, але за допомогою спеціальних вузлів є можливість досліджувати одночасно декілька сигналів.
За шириною полоси пропускання вхідного сигналу осцилографи поділяються на:
а) низькочастотні (до 15 МГц);
б) середньо (широко) - частотні (до 1500 МГц);
в) надширокочастотні (до 100ГГц).
Полосу пропускання осцилографа визначають на основі спаду АЧХ в дБ по відношенню до опорної частоти. Величина спаду: N=20lg(lfоп/lfвим), де lfоп,lfвим - розмір зображення на екрані осцилографа відповідно сигналу опорної частоти і вимірювального сигналу. Якщо N3дБ, то частотна полоса пропускається даним осцилографом.
Класи точності вимірювання ЕПО відповідають похибкам 3%, 5%, 10%, 12%.
Спрощена блок-схема ЕПО подана на рис. 7.2.
Основним вузлом ЕПО є електронно-променева трубка (ЕПТ), яка представляє собою скляну колбу, всередині якої у вакуумі знаходиться оксидний катод з підігрівачем (джерело електронів), сітка (модулятор), прискорюючий і фокусуючий аноди, відхиляючі пластини і люмінесцентний екран. Якщо до відхиляючих пластин прикласти електричну напругу, то між ними буде виникати електричне поле, яке приведе до горизонтального (по осі Х) або вертикального (по осі Y) відхилення променя. Відображення форми досліджувального сигналу на екрані досягається переміщенням електронного променя по вертикалі (під впливом досліджувальної напруги, поданої на пластини Y через атенюатор 2 і підсилювач 3) і по горизонталі (під впливом пилоподібної напруги розгортки, поданої на пластини Х через підсилювач 6 з генератора розгортки 5).
Зображення на екрані буде нерухомим при виконанні умови Тр=nTc, де Тр - період розгортки, Тс - період сигналу. Ця умова виконується при допомозі синхронізації або внутрішньої (синхронізуючим є сам досліджувальний сигнал, який подається на генератор розгортки з блоку синхронізації 4) або зовнішньої (зовнішній сигнал подається на вхід X).
Генератор розгортки працює в двох режимах: неперервному, коли цикли пилоподібної напруги неперервно слідують один за одним (застосовується для дослідження неперервних періодичних процесів або імпульсів з невеликою щільністю), очікуваному, коли напруга розгортки подається на горизонтальні пластини лише у випадку, коли досліджуваний імпульс подається на вертикальні пластини (для дослідження неперіодичних сигналів та імпульсів великої щільності).
Живлення всіх елементів схеми здійснюється від мережі змінного струму через випрямляч 1.
Напруга на сітці завжди від'ємна і має величину порядку декількох десятків вольт. Дільник напруги r1 служить для управління яскравістю зображення, дільник r2 дозволяє управляти фокусуванням.