Практическое руководство к лабораторным занятиям по курсу "Информационно измерительная техника". Часть I, страница 12

Лабораторная работа №5

Светолучевые осциллографы

1. Цель работы

Изучение устройства и принципа действия светолучевого осциллографа, устройства и выбора осциллографических гальванометров, метода регистрации осциллограмм напряжения и тока с помощью светолучевого осциллографа.

2. Общие сведения

Светолучевые осциллографы—это регистрирующие приборы прямого действия с фотографическим методом регистрации. Достоинствами светолучевых осциллографов по сравнению с электронно-лучевыми являются простота и удобство получения документа с результатами регистрации исследуемого процесса, особенно при регистрации на носителях чувствительных к УФ-излучению и возможность одновременной регистрации на одном носителе многих (до нескольких десятков) исследуемых процессов. Достоинствами светолучевых осциллографов по сравнению с быстродействующими регистрирующими приборами являются более широкий частотный диапазон (верхний предел достигает 25—30 кГц) и существенно большее количество одновременно исследуемых процессов.

В светолучевых осциллографах используются миниатюрные магнитоэлектрические измерительные механизмы, называемые осциллографическими гальванометрами (ОГ).

Гальванометры осциллографические магнитоэлектрической системы предназначены для регистрации световым лучом изменяющихся во времени электрических величин в светолучевых осциллографах общего назначения с условиями эксплуатации: температура окружающего воздуха от 10 до 35°С; относительная влажность при 25°С до 80%.

Гальванометр (см. рис.5.1) конструктивно оформлен в цилиндрический латунный корпус 5, в который впаяны полюсные вставки 4 и вклеена линза 2.

Подвижная система 3 образована рамкой из медного провода, подвешенной между полюсными вставками при помощи двух растяжек, которые одновременно являются токоподводами. На верхней растяжке укреплено зеркало. Контактными поверхностями гальванометра являются корпус и изолированный от корпуса токоподвод 6, к которому припаивается свободный конец нижней растяжки. Верхнюю часть корпуса закрывает крышка 1, на которую нанесены условное обозначение и заводской номер гальванометра, на щитке крышки указана его собственная частота.

Включение гальванометра производится автоматически при установке его до упора в гнездо магнитного блока осциллографа за счет предусмотренных для этой цели пружинящих контактов.

Поворот гальванометра вокруг вертикальной оси в гнезде полюсного вкладыша магнитного блока, а также вокруг горизонтальной оси вместе с полюсным вкладышем, осуществляется с помощью торцевого ключа, одеваемого на крышку гальванометра. Для фиксации положения вкладыша и гальванометра в магнитном блоке предусмотрены винты,

При взаимодействии магнитных полей, создаваемых током, протекающим по рамке, и магнитным блоком осциллографа возникает вращающий момент, под действием которого поворачивается рамка и жестко связанное с ней зеркало, отклоняя падающий на луч.

Для правильного использования гальванометра необходимо согласовать его чувствительность и частотный диапазон с предполагаемой величиной и частотой измеряемого сигнала. При этом обеспечивается наиболее точное воспроизведение исследуемого сигнала на осциллограмме. Верхняя граница рабочей полосы частот гальванометра должна быть не меньше максимальной частоты исследуемого сигнала, а чувствительность его должна обеспечивать необходимое отклонение светового пятна на осциллограмме.

Выбор ОГ для регистрации данного процесса с возможно меньшими искажениями формы кривой и приемлемыми амплитудными значениями осуществляется в два этапа.