光線示波器概述和工作原理 光線
示波器是一種常用的模擬式記錄器,主要用于模擬量數(shù)據(jù)的記錄,它將信號(hào)調(diào)整儀輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并記錄在感光紙或膠片上,從而得到試驗(yàn)變量與時(shí)間的關(guān)系曲線。如下圖所示為SC-16型光線
示波器的外形圖。
多用表|
驗(yàn)電筆|
示波表|
電流表|
鉤表|
測(cè)試器|
電力計(jì)|
電力測(cè)量?jī)x|
光度計(jì)|
電壓計(jì)|
電流計(jì)|
圖 SC-1 6型光線
示波器的外形
光線
示波器是依據(jù)磁電式原理工作,并以感光方式記錄測(cè)量結(jié)果,它的記錄方式主要有三種:白熾光顯定影記錄、紫外光直接記錄和白熾光直接記錄。
白熾光顯定影記錄采用普通照明燈作光源,把信號(hào)記錄在膠卷或照相感光紙上,然后在暗室里顯、定影。紫外光直接記錄采用超高壓水銀燈作光源,用它產(chǎn)生的紫外光把信號(hào)記錄在紫外線感光紙上,經(jīng)過(guò)二次曝光即顯示波形。白熾光苴接記錄采用高效白熾燈作光源,把信號(hào)記錄在涂有特種感光乳劑的記錄紙上,經(jīng)過(guò)二次曝光后,顯出被測(cè)信號(hào)波形。
光線
示波器具有以下特點(diǎn)。
①由于光線
示波器采用光學(xué)放大系統(tǒng),使用高質(zhì)量磁系統(tǒng)及高靈敏度的振動(dòng)子,因此可獲得很高的靈敏度。
、趧(dòng)圈式振動(dòng)子的自振頻率可高達(dá)上萬(wàn)赫茲,因此記錄信號(hào)的頻率可達(dá)數(shù)千赫茲,是筆式
記錄儀的十幾倍。
、勰芡瑫r(shí)記錄多個(gè)信號(hào),光線不會(huì)相互干擾、碰撞,可實(shí)現(xiàn)交叉記錄,能最大限度地利用記錄紙。
、苁褂谜{(diào)整方面能夠得到曲線形式的資料,并且直觀性好。
光線
示波器的不足之處主要有以下三個(gè)方面。
①工作頻率還不夠?qū)挕?
、谟涗浀那不能利用數(shù)字
分析儀器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
、鄹泄庥涗浖垉r(jià)格較貴,且不能重復(fù)使用。
光線
示波器(
記錄儀)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1,它由振動(dòng)子與磁系統(tǒng)、光源與光學(xué)系統(tǒng)、傳動(dòng)部分、拍攝儲(chǔ)紙部分、控制部分、時(shí)標(biāo)發(fā)生電路和電源等幾部分組成。紫外線
示波器工作原理如圖2所示,接上被測(cè)信號(hào)后,振動(dòng)子里將有電流流過(guò),在永久磁鐵磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。與此同時(shí),光源發(fā)出的紫外光照射到反射鏡上并受到反射。振動(dòng)子的偏轉(zhuǎn)越大,光線的反射角也越大。反射的紫外光照到紫外線感光紙上,在其上面形成一條隨偏轉(zhuǎn)角(對(duì)應(yīng)被測(cè)信號(hào))變化的軌跡,當(dāng)然,感光紙應(yīng)以一定的速度向前移動(dòng)。
數(shù)字熒光示波器DPO4054
數(shù)字熒光示波器DPO4104
TDS3000B系列數(shù)字熒光示波器
數(shù)字熒光示波器TDS3054B
數(shù)字熒光示波器TDS3052B
圖1 光線示波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
1—拍攝儲(chǔ)紙部分;2一控制部分;3一傳動(dòng)部分;4—光源部分;5一振動(dòng)子;6一磁系統(tǒng);7一電源部分;8一記錄紙;9一晶體管時(shí)標(biāo);10—變速器;11一電機(jī)
圖2 紫外線示波器工作原理圖
圖3示出的是紫外線示波器內(nèi)部一種光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。從光源1發(fā)出的光線,經(jīng)圓柱面聚光鏡2會(huì)聚,由反射鏡3反射后使光線呈水平狹長(zhǎng)的光帶聚焦于振動(dòng)子上,經(jīng)振動(dòng)子透鏡喹聚焦和振動(dòng)子反射鏡5反射,使光線呈細(xì)長(zhǎng)的豎直光帶,再經(jīng)可變光欄6投向拍攝圓柱面透鏡7,由其將光線會(huì)聚成很小的光點(diǎn)投到感光紙8上,進(jìn)行感光記錄。
圖3 紫外線示波器光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1一光源;2—聚光鏡,3,10一反射鏡;4一振動(dòng)子透鏡;5一振動(dòng)子反射鏡;6一可變光欄;7一透鏡;8一感光紙;9一觀察窗
光點(diǎn)在感光紙上的位置和振幅,可通過(guò)紅色有機(jī)玻璃觀察窗9和反射鏡10來(lái)進(jìn)行觀察。
除了記錄輸入電壓(電流)的軌跡之外,這種記錄儀還能記錄下面所述的線或標(biāo)志。
(1)格子線 即沿著記錄紙長(zhǎng)度的格子線,它由光源發(fā)出的紫外光穿過(guò)“格柵”照到記錄紙上而產(chǎn)生。
。2)定時(shí)線 這些線橫跨記錄紙,或者僅僅投射在紙的邊緣。這些線由內(nèi)部已知頻率的電源激勵(lì)產(chǎn)生或由外部電源激勵(lì)產(chǎn)生。
。3)軌跡識(shí)別標(biāo)志 這種記錄儀能同時(shí)記錄幾十個(gè)被測(cè)信號(hào),每個(gè)被測(cè)信號(hào)能產(chǎn)生峰/峰值為幾十毫米,甚至100mm的軌跡。這些軌跡將在幾百毫米寬的記錄紙上相互重疊,為了簡(jiǎn)化識(shí)別過(guò)程,必須作出軌跡識(shí)別標(biāo)志。一種簡(jiǎn)單的方法是依次瞬息間斷每條軌跡(依次遮斷反射光)。感光紙得到的記錄可用下述方法處理。
、儆霉怙@影。即接受附加的紫外光作用10~40s(時(shí)間的長(zhǎng)短依賴(lài)紫外光的能級(jí)),軌跡即可出現(xiàn)。只要它不過(guò)度受紫外光輻射,這種記錄能在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里保持可用狀態(tài)。
②長(zhǎng)期保存處理。這是類(lèi)似正常相片的顯影過(guò)程,即化學(xué)顯影和定影過(guò)程。為了得到最好的結(jié)果,有些記錄紙需要在作這種處理之前先經(jīng)光顯影;而有些記錄紙要避免附加的紫外光曝光,才能有更好的效果。因此,對(duì)特定記錄紙的說(shuō)明不能用于所有的記錄紙。
③復(fù)制。用光顯影得到良好對(duì)比度的記錄可以多次復(fù)制。不過(guò),由于紫外光的額外曝光,原記錄會(huì)很快損壞。