
- •Глава 3. Средства измерения параметров формы электрических сигналов.
- •3.1. Классификация средств измерения
- •3.2. Самопишущие приборы
- •3.3. Светолучевые осциллографы
- •3.4. Универсальные электронные осциллографы
- •3.5. Стробоскопическое преобразование и цифровые осциллографы
- •Перевод аналогового входного сигнала в цифровую формупозволяет автоматизировать не только процесс регулировки, но и процесс измерения и обработки сигнала.
- •3.6. Поверка электронно-лучевых осциллографов
- •3.7. Анализаторы спектра
- •3.8. Измерители нелинейных искажении
- •3.9. Измерение характеристик шума
- •3.10. Интеллектуальные измерительные системы
Глава 3. Средства измерения параметров формы электрических сигналов.
3.1. Классификация средств измерения
Для измерения и регистрации переменных во времени электрических величин в зависимости от частоты исследуемого процесса применяются различные приборы:
1. Для измерения медленно изменяющихся токов, частота которых не выше 2- 5 Гц применяются самопишущие приборы с регистрацией процесса чаще всего на бумажной ленте.
2. Для измерения электрических токов с частотами от единиц герц до 5000 гц применяются светолучевые осциллографы с магнитоэлектрическими
вибратором.
3. Для измерения электрических напряжений с частотами до десятков и сотен мегагерц применяются электронные осциллографы. Регистрация процессов при этом может производиться с помощью фотоприставки.
При проведении измерений переменных во времени величин появляется динамические погрешности, определяемые инерцией элементов прибора, осуществляющих преобразование измеряемой величины в перемещение регистрирующего устройства. В зависимости от способа регистрации и инерционности регистрирующего элемента изменяется величина динамической погрешности.
3.2. Самопишущие приборы
В самопишущих приборах применяются в основном два способа записи: непрерывная и точечная. Непрерывная запись осуществляется чаще всего пером, расположенным на конце стрелки в виде стеклянной капиллярной трубочки, один конец которой скользит по бумаге, а другой соединен с чернильницей. Удовлетворительная работа самопишущего прибора с записью чернилами достигается при вращающемся моменте прибора не менее 3 Гсм, так как трение пера о бумагу вызывает значительную погрешность записи.
Точечная запись применяется в тех случаях, когда вращающийся момент меньше указанной величины. На рис. 3.1 схематически показано самопишущее устройство, осуществляющее точечную запись. Стрелка 3 свободно перемещается над диаграммной бумагой 1 и через определенные промежутки времени дужка 4, ударяя по стрелке, прижимает ее к бумаге.
Над бумагой помещается красящая лента 5, поэтому на бумаге, в точке пересечения граней стрелки и бумаги, остается след в виде точки того или иного цвета. Если подключать регистрирующий механизм последовательно во времени к нескольким источникам сигналов и одновременно изменять цвет красящей ленты, то получим прибор для регистрации нескольких входных величин. Скорость перемещения бумаги, при записи в прямоугольных координатах, находится в пределах от 10 мм в час до 1 мм в сек. Измерительный механизм для аналоговых величин – магнитоэлектрической системы. Для цифровых приборов было разработано регистрирующее устройство с шаговым двигателем. [15]. Реверсивный счётчик управляет шаговым двигателем, вращающим барабан со спиральным ребром на поверхности. Дужка, ударяя по барабану наносит на бумагу точку, которая перемещается вверх или вниз на графике в зависимости от направления вращения барабана.
В
настоящее время все более широкое
распространение находят современные
способы регистрации: электротермический,
струйный и лазерный, что при высокой
скорости регистрации обеспечивает
высокую разрешающую способность и
качество.
Верхний
предел по частоте ограничен частотой
собственных колебаний подвижной части
гальванометра, при приближении к
которой возрастает динамическая
погрешность.
Рис. 3.1. Принципиальная схема устройства прибора с точечной записью