光線示波器基礎(chǔ)知識
2012-04-21
第一臺光線示波器出現(xiàn)于20世紀初。60年代開始，采用紫外線直接記錄紙，大大簡化了波形圖的顯現(xiàn)處理過程，使示波器的操作更為方便可靠。
利用振動子偏轉(zhuǎn)反射的光束在感光記錄紙上記錄一個或多個參數(shù)的瞬時值，以確定其波形的記錄儀器。被測參數(shù)可為電流或電壓等電量，或為已轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康母鞣N非電量，例如在機械工程中與應(yīng)變片配合使用時，可測應(yīng)力、應(yīng)變、扭矩和振動等。光線示波器用光束記錄，光束無慣性，光記錄無摩擦，又可用增加光臂長度的方法來提高光學的放大作用。與其他記錄儀相比，光線示波器的工作頻率較高，可達10000赫，而一般筆式記錄儀不超過100赫，噴射式記錄儀也不超過1000赫。它還具有較高的電流靈敏度、較低的記錄誤差和儀器輕、小等優(yōu)點，尤宜制成能同時記錄幾個或幾十個不同參數(shù)的多線示波器，但波形圖經(jīng)一定處理后才能顯現(xiàn)，且所用的記錄紙較貴
光線示波器主要由振動子、光學系統(tǒng)、傳紙機構(gòu)和時標等組成。振動子是將按被測參數(shù)的電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣馐频囊粋€測量機構(gòu)，其可動部分一般由單匝的回線或多匝的線圈和小鏡組成，并處在一個恒定磁場中，用電磁或液體阻尼的方法來保持最佳阻尼狀態(tài)。可動部分的固有頻率應(yīng)適當高于被測參數(shù)波形中所含最高諧波頻率，否則會造成記錄畸變。圖為光線示波器的基本工作原理。點光源產(chǎn)生的光線經(jīng)光源透鏡聚焦于振動子透鏡和小鏡上，由小鏡反射的光束再經(jīng)振動子透鏡和記錄透鏡聚焦于記錄紙上呈一矩形光點。光點沿記錄紙y 方向偏移的瞬時值與被測參數(shù)的瞬時值成比例，而傳紙機構(gòu)使記錄紙沿時間t方向以一定速度均勻移動，因此在記錄紙上形成一條被測參數(shù)隨時間變化的感光跡線，即y＝f(t)的關(guān)系，經(jīng)處理后就顯出所記錄的波形。記錄紙移動的速度有較大誤差，所以記錄紙的長度不能作為確定時間的依據(jù)。但時標能在記錄紙上產(chǎn)生定時標記，因而能確定圖象中的時間量。為獲得正確清晰的波形圖，振動子的固有頻率、傳紙機構(gòu)的紙速和時標的間隔時間等都應(yīng)根據(jù)被測參數(shù)合理選擇。示波器還可通過內(nèi)裝或外附的直流放大器以及分流和分壓電阻箱等裝置來擴大測量范圍。
利用振動子偏轉(zhuǎn)反射的光束在感光記錄紙上記錄一個或多個參數(shù)的瞬時值，以確定其波形的記錄儀器。被測參數(shù)可為電流或電壓等電量，或為已轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康母鞣N非電量，例如在機械工程中與應(yīng)變片配合使用時，可測應(yīng)力、應(yīng)變、扭矩和振動等。光線示波器用光束記錄，光束無慣性，光記錄無摩擦，又可用增加光臂長度的方法來提高光學的放大作用。與其他記錄儀相比，光線示波器的工作頻率較高，可達10000赫，而一般筆式記錄儀不超過100赫，噴射式記錄儀也不超過1000赫。它還具有較高的電流靈敏度、較低的記錄誤差和儀器輕、小等優(yōu)點，尤宜制成能同時記錄幾個或幾十個不同參數(shù)的多線示波器，但波形圖經(jīng)一定處理后才能顯現(xiàn)，且所用的記錄紙較貴
光線示波器主要由振動子、光學系統(tǒng)、傳紙機構(gòu)和時標等組成。振動子是將按被測參數(shù)的電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣馐频囊粋€測量機構(gòu)，其可動部分一般由單匝的回線或多匝的線圈和小鏡組成，并處在一個恒定磁場中，用電磁或液體阻尼的方法來保持最佳阻尼狀態(tài)。可動部分的固有頻率應(yīng)適當高于被測參數(shù)波形中所含最高諧波頻率，否則會造成記錄畸變。圖為光線示波器的基本工作原理。點光源產(chǎn)生的光線經(jīng)光源透鏡聚焦于振動子透鏡和小鏡上，由小鏡反射的光束再經(jīng)振動子透鏡和記錄透鏡聚焦于記錄紙上呈一矩形光點。光點沿記錄紙y 方向偏移的瞬時值與被測參數(shù)的瞬時值成比例，而傳紙機構(gòu)使記錄紙沿時間t方向以一定速度均勻移動，因此在記錄紙上形成一條被測參數(shù)隨時間變化的感光跡線，即y＝f(t)的關(guān)系，經(jīng)處理后就顯出所記錄的波形。記錄紙移動的速度有較大誤差，所以記錄紙的長度不能作為確定時間的依據(jù)。但時標能在記錄紙上產(chǎn)生定時標記，因而能確定圖象中的時間量。為獲得正確清晰的波形圖，振動子的固有頻率、傳紙機構(gòu)的紙速和時標的間隔時間等都應(yīng)根據(jù)被測參數(shù)合理選擇。示波器還可通過內(nèi)裝或外附的直流放大器以及分流和分壓電阻箱等裝置來擴大測量范圍。
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