Înregistrarea proceselor electrice cu ajutorul osciloscoapelor cu fascicul de electroni

Aplicarea osciloscoapelor cu raze catodice

Un osciloscop cu fascicul de electroni este un dispozitiv de măsurare multifuncțional care vă permite să observați vizual și să înregistrați procese electrice aleatorii, aperiodice și periodice în intervalul de frecvență de la zero (curent continuu) la unități gigaherți. Pe lângă evaluarea calitativă a proceselor studiate, osciloscopul vă permite să măsurați:

• amplitudinea și valoarea instantanee a curentului și tensiunii;

• parametrii de timp ai semnalului (ciclu de lucru, frecvență, timp de creștere, fază etc.);

• schimbare de fază; frecvența semnalelor armonice (metoda figurilor Lissajous și măturarea circulară),

• caracteristicile amplitudine-frecvență și fază etc.

Un osciloscop poate fi folosit ca o componentă a echipamentelor de măsurare mai complexe, de exemplu în circuitele de punte ca organ nul, în contoarele de răspuns în frecvență etc.

Sensibilitatea ridicată a osciloscopului determină posibilitatea studierii semnalelor foarte slabe, iar impedanța mare de intrare provoacă un efect mic asupra modurilor circuitelor studiate. Prin convenție, osciloscoapele catodice sunt împărțite în universal și de uz general (tip C1), de mare viteză și stroboscopice (tip C7), memorie (tip C8), speciale (tip C9), înregistrare cu înregistrare pe hârtie foto (tip H). Toate pot fi cu un singur, dublu și multi-fasci.

Osciloscoape de uz general

Osciloscoapele universale sunt versatile datorită utilizării dispozitivelor înlocuibile (de exemplu, preamplificatoare în C1-15). Lățimea de bandă este de la 0 la sute de megaherți, amplitudinea semnalului investigat este de la zeci de microvolți la sute de volți. Osciloscoapele de uz general sunt folosite pentru a studia procesele de joasă frecvență, semnalele de puls. Au o bandă de frecvență de la 0 la zeci de megaherți, amplitudinea semnalului studiat de la unități de milivolți la sute de volți.

Osciloscoape de mare viteză

Osciloscoapele de mare viteză sunt concepute pentru a înregistra semnale de puls unice și repetitive într-o bandă de frecvență de ordinul mai multor gigaherți.

Osciloscoape stroboscopice

Osciloscoapele stroboscopice sunt proiectate pentru examinarea semnalelor repetitive de mare viteză în intervalul de frecvență de la zero la gigaherți, amplitudinea semnalului fiind examinată de la milivolți la volți.

Depozitarea osciloscoapelor

Osciloscoapele de stocare sunt concepute pentru a înregistra semnale unice și care se repetă rar. Lățimea de bandă este de până la 20 MHz, cu amplitudinea semnalului studiat de la zeci de milivolți la sute de volți. Durata de redare a unei imagini înregistrate de la 1 la 30 de minute.

Pentru a înregistra procese rapide și tranzitorii pe hârtie fotografică, se folosesc osciloscoape cu fascicul de electroni cu o metodă foto-optică de transfer al fasciculului pe un mediu de înregistrare, de exemplu H023. Viteza mare de înregistrare (până la 2000 m/s) și o gamă largă de frecvențe înregistrate (până la sute de kiloherți) permit utilizarea acestor osciloscoape, în cazul în care este imposibilă utilizarea celor cu fascicule de lumină care au o viteză de înregistrare relativ mică și gama de frecvenţe înregistrate. Principalele caracteristici tehnice ale osciloscoapelor H023 și H063 sunt prezentate în cărțile de referință.

Aplicarea osciloscoapelor cu fascicul de lumină

Pentru a obține o înregistrare vizibilă a proceselor rapide, cele mai comune sunt osciloscoapele cu fascicul de lumină cu înregistrare pe hârtie foto specială oscilografică sensibilă la razele ultraviolete.

Principalul avantaj al osciloscoapelor cu fascicul de lumină este capacitatea de a obține o înregistrare vizibilă în coordonate dreptunghiulare într-un interval dinamic mare (până la 50 dB). Banda de frecvență de funcționare a osciloscoapelor cu fascicul de lumină nu depășește 15.000 Hz, viteza maximă de înregistrare pentru osciloscoapele cu fascicul de lumină este de până la 2000 m/s, pentru fasciculele de lumină iluminate electrografic 6-50 m/s. Pentru observarea și înregistrarea simultană a mai multor procese electrice, osciloscoapele au mai multe galvanometre oscilografice (de obicei un sistem magnetoelectric), al căror număr poate ajunge la 24 (într-un osciloscop H043.2) și mai mult.

Oscilografia poate fi efectuată pe hârtie fotografică UV sau pe film fotografic cu dezvoltare fotografică chimică.Oscilografia pe hârtie UV este realizată de o lampă cu mercur cu dezvoltare directă a luminii, care accelerează semnificativ procesul de oscilografie și este utilizată în cazurile în care trebuie să obțineți, de exemplu, o oscilogramă de test. Dezavantajul hârtiei foto UV este că oscilogramele obținute pe ea pierd contrastul în timp din cauza întunecării fundalului. Sensibilitatea hârtiei foto și luminozitatea luminii trebuie selectate la fel de mare ca viteza oscilografiei și stabilite prin luarea de oscilograme de testare.

Osciloscoapele sunt de obicei echipate cu galvanometre cu benzi diferite de frecvență de funcționare. Când se utilizează un galvanometru a cărui frecvență de funcționare este necunoscută, limita superioară a frecvenței poate fi considerată egală cu jumătate din frecvența naturală a galvanometrului. Frecvența naturală a galvanometrului este indicată pe acesta printr-o liniuță după denumirea tipului. Pentru a limita curentul de funcționare al galvanometrului se folosesc cutii de șunt standard și rezistențe suplimentare. Pentru cazurile oscilografice de curenți mari (mai mult de 6 A) sau tensiuni înalte (mai mult de 600 V), se folosesc de obicei transformatoare de instrumente.

Pentru a obține cea mai mare oscilație a fasciculului pe oscilogramă (70-80% din lățimea hârtiei utilizate), trebuie să alegeți un galvanometru al cărui curent de funcționare va fi aproape de maxim.

Cele mai utilizate tipuri de osciloscoape cu fascicul de lumină și datele lor tehnice de bază sunt date în cărți de referință.