5.3.2.Світлопроменеві (шлейфові) осцилографи

Світлопроменеві осцилографи призначені для спостереження і реєстрації змінюваних у часі електричних сигналів. Працюють шлейфові осцилографи таким чином: контрольований сигнал у вигляді електричного струму проходить по обмотці гальванометра (шлейфа або вібратора), на рухомій частині якого закріплено дзеркальце, що відбиває падаючий на нього світловий промінь. Кут відхилення променя пропорційний струму, що проходить через шлейф. Оптична система осцилографа розділяє відбитий промінь на два променя. Один промінь проектується на рухому фотоплівку або фотопапір, здійснюючи реєстрацію досліджуваного процесу у вигляді осцилограми, реєструючи змінювання процесу в часі. Другий промінь спрямовується на обертовий багатогранний дзеркальний барабан, здійснюючий на матовому склі розгортку досліджуваного процесу у часі.

Так здійснюється візуальне спостереження цього процесу. Змінюючи швидкість обертання барабану можна зупинити на екрані досліджуваний періодичний процес.

Оптичну схему світлочутливого шлейфового осцилографа пояснює наступний малюнок:

7

6

5

4

3

2

1

1 - джерело світла;

2 - фокусуюча оптична система;

3 - дзеркальце шлейфа;

4 - напівпрозора призма;

5 - фотоплівка чи фотопапір;

6 - дзеркальний барабан;

7 - матовий екран для візуального спостереження.

Недоліком світло променевих осцилографів є незначна частота досліджуваних сигналів(до 10 кГц).

5.3.3.Самописці

Крім осцилографів для спостереження і реєстрації змінюваних у часі електронних сигналів використовують так звані самописці, які за принципом дії є електроприладами прямого перетворення. Самописці створюються на базі електромеханічних показуючих електроприладів шляхом додаткового оснащення їх реєструючим пристроєм. Реєструючий пристрій складається з реєструючого елемента (частіше за все - перо спеціальної конструкції з чорнилом або пастою) та носія зображень (паперових стрічки або круга). Реєструючий елемент механічно зв'язаний з покажчиком приладу і перемішується за рахунок енергії вимірювального кола. Переміщення носія зображень здійснюється пружинним або електричним двигуном.

Недоліком самописців є досить низька частота досліджуваних сигналів.

Класи точності осцилографів і самописців встановлюються за вимірювальною величиною та за записом часу. В першому випадку клас точності визначає зведену похибку, у другому - відносну похибку.

Тема 6. Електронно-вимірювальні прилади зрівноважуючого перетворення

До електронно-вимірювальних приладів зрівноважуючого перетворення відносяться вимірювальні мости постійного і змінного струму та компенсатори (потенціометри) напруги постійного і змінного струмів.

6.1. Вимірювальні мости

Вимірювальні мости служать для точного вимірювання електричного опору (мости постійного струму - активного опору, мости змінного струму-реактивного опору).

Принцип дії вимірювальних мостів проілюструємо на прикладі аналізу роботи найпростішої схеми одинарного моста постійного струму, електрична схема якого має такий вигляд:

HI

B

A

R₂ (R_x)

R₃

R₂

Тут резистори R₁, R₂, R₃, R₄ , які називають плечима моста, з’єднані у кільце. Точки з’єднання цих резисторів називаються вершинами моста. До протилежних вершин вмикають джерело живлення (Дж) та нуль індикатор(НІ), які створюють відповідно діагональ живлення і індикаторну діагональ. Різниця напруг між вершинами А і В дорівнює нулю за умови:

R₁ R₃ = R₂ R₄ (умова рівноваги моста).

Якщо один з опорів плеч (испр. пліч) моста є невідомим, то його значення може бути визначене через опір решти трьох плечей. Наприклад:

R_х = R₁ = R₄R₂ /R₃

Як видно з цієї рівності значення опору R_х порівнюється із значенням опору R4 (плече порівняння) в масштабі відношення R₂/R₃.

Принцип дії мостів змінного струму такій самий.

Для зручності користування плече порівняння моста виготовлюється у вигляді багатодекадного важільного магазину опору.

Необхідне відношення R₂/R₃ встановлюється шляхом незалежного змінювання кожного з цих опорів, через що вони частіше за все виготовляються у вигляді штепсельних магазинів опорів.

Граничне допустиме значення основної похибки мостів у відсотках значення вимірювальної величини для найвищих класів точності мостів не перевищує (0.01...0,002)%.