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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(jì)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(gè)或多個(gè)參數(shù)的瞬時(shí)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?yàn)橐艳D(zhuǎn)變?yōu)殡娏康母鞣N非電量，例如在機(jī)械工程中與應(yīng)變片配合使用時(shí)，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(xué)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(dá)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(diǎn)，尤宜制成能同時(shí)記錄幾個(gè)或幾十個(gè)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(xué)系統(tǒng)、傳紙機(jī)構(gòu)和時(shí)標(biāo)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€(gè)測量機(jī)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(gè)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(dāng)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(diǎn)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(diǎn)。光點(diǎn)沿記錄紙y 方向偏移的瞬時(shí)值與被測參數(shù)的瞬時(shí)值成比例，而傳紙機(jī)構(gòu)使記錄紙沿時(shí)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(shí)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(shí)間的依據(jù)。但時(shí)標(biāo)能在記錄紙上產(chǎn)生定時(shí)標(biāo)記，因而能確定圖象中的時(shí)間量。為獲得正確清晰的波形圖，振動子的固有頻率、傳紙機(jī)構(gòu)的紙速和時(shí)標(biāo)的間隔時(shí)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(kuò)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(gè)或多個(gè)參數(shù)的瞬時(shí)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?yàn)橐艳D(zhuǎn)變?yōu)殡娏康母鞣N非電量，例如在機(jī)械工程中與應(yīng)變片配合使用時(shí)，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(xué)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(dá)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(diǎn)，尤宜制成能同時(shí)記錄幾個(gè)或幾十個(gè)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(xué)系統(tǒng)、傳紙機(jī)構(gòu)和時(shí)標(biāo)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€(gè)測量機(jī)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(gè)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(dāng)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(diǎn)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(diǎn)。光點(diǎn)沿記錄紙y 方向偏移的瞬時(shí)值與被測參數(shù)的瞬時(shí)值成比例，而傳紙機(jī)構(gòu)使記錄紙沿時(shí)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(shí)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(shí)間的依據(jù)。但時(shí)標(biāo)能在記錄紙上產(chǎn)生定時(shí)標(biāo)記，因而能確定圖象中的時(shí)間量。為獲得正確清晰的波形圖，振動子的固有頻率、傳紙機(jī)構(gòu)的紙速和時(shí)標(biāo)的間隔時(shí)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(kuò)大測量范圍。
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