Elektrinių procesų registravimas naudojant elektronų pluošto osciloskopus

Katodinių spindulių osciloskopų taikymas

Elektronų pluošto osciloskopas – tai daugiafunkcis matavimo prietaisas, leidžiantis vizualiai stebėti ir fiksuoti atsitiktinius, pavienius periodinius ir periodinius elektros procesus dažnių diapazone nuo nulio (nuolatinės srovės) iki gigahercų vienetų. Be kokybinio tiriamų procesų įvertinimo, osciloskopas leidžia išmatuoti:

• srovės ir įtampos amplitudė ir momentinė vertė;

• signalo laiko parametrai (darbo ciklas, dažnis, kilimo laikas, fazė ir kt.);

• fazės poslinkis; harmoninių signalų dažnis (Lissajous figūrų metodas ir apskritas šveitimas),

• amplitudės-dažnio ir fazių charakteristikos ir kt.

Osciloskopas gali būti naudojamas kaip sudėtingesnės matavimo įrangos komponentas, pavyzdžiui, tilto grandinėse kaip nulinis organas, dažnio atsako matuokliuose ir kt.

Didelis osciloskopo jautrumas lemia galimybę tirti labai silpnus signalus, o didelė įėjimo varža daro nedidelę jo įtaką tiriamų grandinių režimams. Pagal susitarimą katodiniai osciloskopai skirstomi į universalius ir bendrosios paskirties (C1 tipas), greitaeigius ir stroboskopinius (C7 tipas), atmintinius (C8 tipas), specialiuosius (C9 tipas), įrašančius su įrašymu ant fotopopieriaus (H tipas). Visi jie gali būti vieno, dviejų ir daugiasijų.

Bendrosios paskirties osciloskopai

Universalūs osciloskopai yra universalūs, nes juose naudojami keičiami įrenginiai (pavyzdžiui, C1-15 pirminiai stiprintuvai). Pralaidumas yra nuo 0 iki šimtų megahercų, tiriamo signalo amplitudė – nuo ​​dešimčių mikrovoltų iki šimtų voltų. Bendrosios paskirties osciloskopai naudojami žemo dažnio procesams, impulsiniams signalams tirti. Jų dažnių juosta yra nuo 0 iki dešimčių megahercų, tiriamo signalo amplitudė nuo milivoltų iki šimtų voltų.

Didelio greičio osciloskopai

Didelės spartos osciloskopai skirti įrašyti vieno ir pasikartojančio impulso signalus kelių gigahercų dažnių juostoje.

Stroboskopiniai osciloskopai

Stroboskopiniai osciloskopai skirti tirti didelės spartos pasikartojančius signalus dažnių diapazone nuo nulio iki gigahercų, o signalo amplitudė tiriama nuo milivoltų iki voltų.

Osciloskopų saugojimas

Saugojimo osciloskopai skirti įrašyti pavienius ir retai pasikartojančius signalus. Juostos plotis yra iki 20 MHz, kai tiriama signalo amplitudė nuo dešimčių milivoltų iki šimtų voltų. Įrašyto vaizdo atkūrimo laikas nuo 1 iki 30 minučių.

Greitiems ir trumpalaikiams procesams fotografiniame popieriuje įrašyti naudojami elektronų pluošto osciloskopai su fotooptiniu pluošto perkėlimo į įrašymo laikmeną metodu, pavyzdžiui, H023. Didelis įrašymo greitis (iki 2000 m/s) ir didelis įrašytų dažnių diapazonas (iki šimtų kilohercų) leidžia naudoti šiuos osciloskopus, jei neįmanoma naudoti tų su šviesos spinduliais, kurių įrašymo greitis yra santykinai mažas ir įrašytų dažnių diapazonas. Pagrindinės techninės osciloskopų H023 ir H063 charakteristikos pateiktos žinynuose.

Šviesos pluošto osciloskopų taikymas

Norint gauti matomą greitų procesų įrašą, dažniausiai naudojami šviesos pluošto osciloskopai su įrašymu ant specialaus oscilografinio fotopopieriaus, jautraus ultravioletiniams spinduliams.

Pagrindinis šviesos pluošto osciloskopų privalumas yra galimybė gauti matomą įrašą stačiakampėmis koordinatėmis dideliame dinaminiame diapazone (iki 50 dB). Šviesos pluošto osciloskopų veikimo dažnių juosta neviršija 15 000 Hz, maksimalus šviesos pluošto osciloskopų įrašymo greitis yra iki 2000 m/s, elektrografiškai apšviestų šviesos pluoštų 6-50 m/s. Kelių elektrinių procesų stebėjimui ir registravimui vienu metu osciloskopai turi kelis oscilografinius galvanometrus (dažniausiai magnetoelektrinę sistemą), kurių skaičius gali siekti 24 (osciloskope H043.2) ir daugiau.

Oscilografija gali būti atliekama ant UV fotopopieriaus arba fotojuostos su cheminiu fotografijos vystymu.Oscilografija UV popieriuje atliekama gyvsidabrio lempa su tiesiogine šviesos plėtra, kuri žymiai pagreitina oscilografijos procesą, ir naudojama tais atvejais, kai reikia gauti, pavyzdžiui, bandomąją oscilogramą. UV fotopopieriaus trūkumas yra tas, kad ant jo gautos oscilogramos laikui bėgant praranda kontrastą dėl tamsėjančio fono. Fotopopieriaus jautrumas ir apšvietimo ryškumas turi būti parinktas toks pat kaip oscilografijos greitis ir nustatomas atliekant bandomąsias oscilogramas.

Osciloskopuose dažniausiai yra įvairių veikimo dažnių juostų galvanometrai. Kai naudojamas galvanometras, kurio veikimo dažnis nežinomas, viršutinė dažnio riba gali būti lygi pusei natūralaus galvanometro dažnio. Natūralus galvanometro dažnis pažymėtas brūkšneliu po tipo žymėjimo. Galvanometro darbinei srovei apriboti naudojamos standartinės šuntavimo dėžutės ir papildomi rezistoriai. Didelės srovės (daugiau nei 6 A) arba aukštos įtampos (daugiau nei 600 V) oscilografiniams atvejams dažniausiai naudojami prietaisų transformatoriai.

Norint gauti didžiausią spindulio svyravimą ant oscilogramos (70-80% naudojamo popieriaus pločio), reikia pasirinkti galvanometrą, kurio veikimo srovė bus artima maksimaliai.

Plačiausiai naudojami šviesos pluošto osciloskopų tipai ir pagrindiniai jų techniniai duomenys pateikti žinynuose.