Valooskilloskoopin rakenne ja toimintaperiaate
Johdanto
Valoskilloskooppi (lightbeamoscillograph): Mitatut parametrit voivat olla sähköisiä suureita, kuten virtaa tai jännitettä, tai erilaisia ei-sähköisiä suureita, jotka on muutettu sähköisiksi suureiksi. Esimerkiksi kun sitä käytetään yhdessä venymäantureiden kanssa koneenrakennuksessa, se voi mitata jännitystä, venymää, vääntömomenttia ja tärinää. odota. Optinen oskilloskooppi käyttää tallentamiseen valonsädettä. Valosäteellä ei ole inertiaa ja optisessa tallenteessa ei ole kitkaa. Optista vahvistusvaikutusta voidaan parantaa myös lisäämällä optisen varren pituutta. Verrattuna muihin tallentimiin optisten oskilloskooppien toimintataajuus on korkeampi, jopa 10,000 Hz, kun taas yleisen kynätallennin ei ylitä 100 Hz ja suihkutallennin enintään 1,000 Hz. Sen etuna on myös korkea virranherkkyys, pieni tallennusvirhe ja instrumentti on kevyt ja pieni. Se sopii erityisen hyvin moniriviseksi oskilloskoopiksi, joka voi tallentaa useita tai kymmeniä eri parametreja samanaikaisesti. Aaltomuotokaavio voidaan kuitenkin tehdä vasta tietyn käsittelyn jälkeen. ja käytetty tallennuspaperi on kalliimpaa.
Ensimmäinen valooskilloskooppi ilmestyi 1900-luvun alussa. 1960-luvulta lähtien käytettiin ultraviolettisuoraa tallennuspaperia, mikä yksinkertaisti huomattavasti aaltomuotojen näyttöprosessia ja teki oskilloskooppien toiminnasta mukavampaa ja luotettavampaa.
Rakenne ja periaatteet
Valooskilloskooppi koostuu mittausosasta ja tallennusosasta. Mittausosa koostuu pääasiassa magnetosähköisestä vibraattorista (katso galvanometri) ja optisesta järjestelmästä. Oskillaattorin keloista ja johtimista koostuvaan liikkuvaan osaan on asennettu heijastin. Kun valonlähteen (hehkulamppu tai korkeapaineelohopealamppu) lähettämä valonsäde on heijastunut heijastimesta, optinen järjestelmä muodostaa kuvapisteen valoherkälle tallennuspaperille. Kun virta kulkee kelan läpi, kela ja heijastin taipuvat langan ollessa akselina, jolloin valopiste liikkuu vaakasuunnassa suorassa linjassa valoherkällä paperilla. Valopisteen taipuma ja liikenopeus liittyvät tulovirtaan ja sen muutosnopeuteen. Valoherkkää paperia ohjaa paperinsyöttömekanismi ja se liikkuu pituussuunnassa vakionopeudella, mikä voi heijastaa ajan muutoksia. Valoherkälle paperille tallennettu käyrä on syöttövirran muutosprosessi ajan myötä, ja tallennettu funktiomuoto on y=f(t). Oskillaattorit tehdään yleensä hyvin pieniksi, ja optinen oskilloskooppi voidaan varustaa useilla (jopa 60) oskillaattorilla. Säätämällä kunkin valopisteen asentoa sähköisesti tai mekaanisesti voidaan useita muuttujia tallentaa samanaikaisesti tai ristiinnauhoittaa.
Suorituskyky ja sovellukset
Oskillaattori on optisen oskilloskoopin keskeinen osa. Eri oskillaattorimalleilla on erilaiset luonnolliset taajuudet, toimintataajuusalueet, herkkyydet ja suurimmat sallitut virrat. Kun käytät sitä, valitse sopiva vibraattori mitattavan signaalin mukaan. Valooskilloskoopin tallennusvirhe on yleensä ±5 %. Oskillaattorin luonnollinen taajuus voi olla 15000Hz ja voi tallentaa alle 10000Hz virtasignaaleja. Mittausosaa ohjaa virta ja tuloimpedanssi on alhainen, yleensä vain muutamia kymmeniä ohmia. Se soveltuu matalan sisäisen resistanssin jännitesignaalilähteiden tai virtasignaalilähteiden tallentamiseen. Optisia oskilloskooppeja käytetään pääasiassa sähkövirran transienttiprosessien tallentamiseen sekä ei-sähköisten suureiden, kuten värähtelyn ja venymän, tallentamiseen ja analysointiin, ja niitä voidaan käyttää myös fysiologisten ilmiöiden tarkkailuun.
