2.1.4 Осциллограф

Для регистрации результатов измерения электрическими методами при испытаниях тракторов применяют переносные магнитно-электрические светолучевые осциллографы, которые позволяют вести одновременную запись результатов измерений нескольких исследуемых процессов.

На рис. 1 приведена принципиальная схема светолучевого осциллографа. Осциллограф включает в себя следующие основные устройства:

- гальванометр (шлейф), преобразующий электрический сигнал в отклонение светового луча;

- оптическую систему для образования и передачи светового луча;

- устройство для визуального наблюдения регистрируемых процессов;

- лентопротяжный механизм с кассетой для светочувствительной бумаги (или кинопленки);

- устройство для нанесения отметок времени на осциллограмму.

Некоторые модели осциллографов имеют механизм развертки для наблюдения регистрируемых процессов; стабилизацию напряжения питания, стабилизацию температурного режима работы гальванометра и др.

В качестве измерительного механизма в осциллографах применяют вибрационные гальванометры магнитно-электрической системы, петлевые и рамочные. В гальванометре 2 между полюсами постоянного магнита помещена петля (или измерительная рамка с несколькими витками проводника – рамочные гальванометры) из проводника, на которую наклонено зеркальце площадью около 1 мм². Петля (рамка) гальванометра включается в измерительную диагональ тензометрического моста (или к другому источнику электрического сигнала). При прохождении тока через петлю (рамку) она вместе с зеркальцем вследствие взаимодействия тока и магнитного поля поворачивается на угол, пропорциональный величине походящего через нее тока.

Вибратор гальванометра заключен в корпус (на рис. не показан) заполненный для устранения колебаний маслом. В отверстие корпуса против зеркальца вмонтирована линза. Работает осциллограф следующим образом. Луч света от осветителя 1 попадает на зеркальце гальванометра 2, отразившись от него, луч через линзу 4 попадает на движущуюся фотобумагу 5 и вычерчивает на ней линию, воспроизводящую динамику изменения измеряемой величины. Скорость движения бумаги можно изменять с помощью коробки скоростей.

Часть светового луча, идущего от гальванометра отсекается зеркальцем 6 и попадает на матовый экран 7, на котором можно наблюдать регистрируемый процесс. Линейный луч 11 отметчика времени 8 делает на осциллографе отметки через постоянные промежутки времени (0,1; 0,02; 0,01 сек.). Осциллограф имеет несколько гальванометров (14…20 шт.), что позволяет регистрировать одновременно несколько измеряемых величин. Нулевую линию записывают одним из гальванометров или специальной нулевой вставкой.

В большинстве осциллографов гальванометры выполнены в виде съемных вставок, размещенных между полюсами общего U – образного магнита, в т. н. магнитном блоке.

Основной характеристикой гальванометра является его чувствительность, мм/мАм:

S_г=∆h/∆i,

где ∆h – отклонение светового луча при длине оптического луча (рычага) равной 1м, мм;

∆i – ток, вызывающий это отклонение, мА.

Чувствительность различных типов гальванометров измеряется от 1000 мм/мАм и выше.

Другой важной характеристикой гальванометров является рабочий диапазон частот – до 1700 Гц. Чем выше чувствительность, тем меньше допустимая частота.

В осциллографах используют рулонную фотобумагу шириной 100, 120, 200 мм.

На рис. 2 приведен образец осциллограммы.

С одержание отчета

1. Привести схему светолучевого осциллографа.

2. Кратко описать назначение осциллографа и его элементов.