Электронные осциллографы

 

Применяются для наблюдения, измерения и записи электрических сигналов. (перечислены в порядке важности и частоты применения)

Принцип действия:

Смотрим спереди на экран и за экраном будут находиться две пары плоскопараллельных отклоняющих пластин. Они будут отклонять луч по вертикали - поэтому называются вертикально-отклоняющими пластинами. Через ряд блоков (аттенюатор, усилитель, линия задержки и прочее) пластины связаны с входом Y. Луч - пучок электронов. Когда подадим синусоидальное напряжение на вход Y, и на экране будет синусоида.

Нужно сигнал развернуть, нужно чтобы луч двигался по горизонтали. На горизонтальные пластины, которые называются горизонтально-отклоняющие пластины, подаётся линейно изменяющееся пилообразное напряжение. Есть специальная схема, которая запирает трубку на время обратного хода луча.

Условием неподвижного изображения будет являться соотношение Tр=nTс. Это соотношение называется синхронизацией частоты развёртки (изображение бежит, или стоит на месте, добиваемся этого соотношения и получаем неподвижное изображение).

На эти же горизонтальные отклоняющие пластины напряжение может подаваться со входа X (переключается), или может с генератора развёртки.

Графическое построение сигнала на экране осциллографа при линейной развёртке.

Помогает понять принцип действия осциллографа.

Правила построения:

Графики сигналов и развёртки изображаются в взаимно перпендикулярных координатах в произвольном масштабе по напряжению и в произвольном, но одинаковом масштабе по времени.

Тот и другой график разделяются на участке через равные промежутки времени, и эти участки нумеруются подряд одинаково.

Одинаковые точки переносятся на плоскость экрана и обозначаются теми же цифрами, после чего точки соединяются плавной кривой, такое построение производится до тех пор, пока вновь получаемые точки не станут совпадать с уже полученными.

Условие задачи задаётся в виде соотношения частот или периодов, и начальных фазовых сдвигов. 

Пример:

Tp=2Тс

F_c=2fp

 

Успех гарантируется при аккуратном выполнении рисунка:)

Нарисовали. Разбить на участки через равные промежутки времени. Не важно, какое время прошло, лишь бы одно и то же по обеим осям. Разбиваем, рисуем в плоскости, получаем график движения луча на экране.

Последнюю точку обозначаем (например 8) одинаково и в самом правом конце луча, и в самом левом, ибо луч переходит почти мгновенно. Точка 9 пришла в точку 1, построение начало повторяться, на этом построение прекратить.

Рекомендуется при таком построении строить сигнал развёртки один под другим.

 

Графическое построение фигуры Лисажу на экране осциллографа

Чтобы получить фигуру Лисажу нужно отключить вход горизонтально-отклоняющих пластин от генератора развёртки и подключить его ко входу X, на который подать синусоидальный сигнал. Условие задачи будет задаваться таким образом:

Tx=2Ty в виде периодов либо будет задано в виде частот fy=2fx

Начальная фаза _y=0; _x=0.

.

Приборы сравнения

В приборах сравнения в процессе каждого измерения происходит сравнение измеряемой величины с мерой, поэтому эти приборы обладают высокой точностью и используются в качестве эталонных. К ним относятся:

1. Компенсаторы (потенциометры) - предназначены для измерения напряжений и сопротивлений и применяются редко.

2. Мосты - применяются часто, используются как универсальный прибор для измерения различных величин.

 

Мосты постоянного тока

Применяются для измерения сопротивлений и величин, функционально связанных с измерением сопротивлений, например температуры при измерении её с помощью терморезистора.

 

Схема одинарного четырёхплечевого моста постоянного тока:

R1,R2,R3,R4 - плечи моста. ABCD - вершины моста

AB - измерительная диагональ моста.

CD - диагональ питания

В измерительную диагональ включён гальванометр, который в данном случае является индикатором нуля тока. Основное требование к гальванометру в этом случае - это высокая чувствительность. Мост находится в равновесии, если ток в измерительной диагонали равен нулю. Признак равновесия моста: I₀=0;

Условие равновесия моста: R1R3=R2R4;

Словесная формулировка Мост находится в равновесии если произведения противолежащих плеч моста равны.

Плечи R1 и R2 называются прилежащими, а R1 и R4 - противолежащими.