Enregistrament de processos elèctrics mitjançant oscil·loscopis de feix d'electrons

Aplicació d'oscil·loscopis de raigs catòdics

Un oscil·loscopi de feix d'electrons és un dispositiu de mesura multifuncional que permet observar i registrar visualment processos elèctrics periòdics i aperiòdics aleatoris en el rang de freqüències des de zero (corrent continu) fins a unitats de gigahertz. A més de l'avaluació qualitativa dels processos estudiats, l'oscil·loscopi permet mesurar:

• amplitud i valor instantani de corrent i tensió;

• paràmetres de temps del senyal (cicle de treball, freqüència, temps de pujada, fase, etc.);

• canvi de fase; freqüència dels senyals harmònics (mètode de les figures de Lissajous i escombrat circular),

• característiques d'amplitud-freqüència i fase, etc.

Un oscil·loscopi es pot utilitzar com a component d'equips de mesura més complexos, per exemple en circuits de pont com a òrgan nul, en mesuradors de resposta en freqüència, etc.

L'alta sensibilitat de l'oscil·loscopi determina la possibilitat d'estudiar senyals molt febles, i l'alta impedància d'entrada provoca el seu petit efecte sobre els modes dels circuits estudiats. Per convenció, els oscil·loscopis de càtode es divideixen en universal i de propòsit general (tipus C1), d'alta velocitat i estroboscòpics (tipus C7), memòria (tipus C8), especials (tipus C9), gravació amb gravació en paper fotogràfic (tipus H). Tots poden ser d'un sol, doble i multifeix.

Oscil·loscopis d'ús general

Els oscil·loscopis universals són versàtils a causa de l'ús de dispositius substituïbles (per exemple, preamplificadors en C1-15). L'amplada de banda és de 0 a centenars de megahertzs, l'amplitud del senyal investigat és de desenes de microvolts a centenars de volts. Els oscil·loscopis d'ús general s'utilitzen per estudiar processos de baixa freqüència, senyals de pols. Tenen una banda de freqüència de 0 a desenes de megahertz, l'amplitud del senyal estudiat des d'unitats de mil·livolts fins a centenars de volts.

Oscil·loscopis d'alta velocitat

Els oscil·loscopis d'alta velocitat estan dissenyats per gravar senyals de pols simples i repetitius en una banda de freqüència de l'ordre de diversos gigahertz.

Oscil·loscopis estroboscòpics

Els oscil·loscopis estroboscòpics estan dissenyats per examinar senyals repetitius d'alta velocitat en el rang de freqüències de zero a gigahertz, amb l'amplitud del senyal que s'examina de mil·livolts a volts.

Emmagatzematge d'oscil·loscopis

Els oscil·loscopis d'emmagatzematge estan dissenyats per gravar senyals únics i que es repeteixen amb poca freqüència. L'amplada de banda és de fins a 20 MHz amb l'amplitud del senyal estudiada des de desenes de mil·livolts fins a centenars de volts. Temps de reproducció d'una imatge gravada d'1 a 30 minuts.

Per gravar processos ràpids i transitoris en paper fotogràfic, s'utilitzen oscil·loscopis de feix d'electrons amb un mètode foto-òptic de transferència del feix a un suport d'enregistrament, per exemple H023. L'alta velocitat d'enregistrament (fins a 2000 m/s) i una àmplia gamma de freqüències enregistrades (fins a centenars de kilohertz) permeten l'ús d'aquests oscil·loscopis, si és impossible utilitzar aquells amb feixos de llum que tenen una velocitat d'enregistrament relativament baixa i rang de freqüències enregistrades. Les principals característiques tècniques dels oscil·loscopis H023 i H063 es donen als llibres de referència.

Aplicació d'oscil·loscopis de feix de llum

Per tal d'obtenir un registre visible dels processos ràpids, els més comuns són els oscil·loscopis de feix de llum amb enregistrament en paper fotogràfic oscil·logràfic especial sensible als raigs ultraviolats.

El principal avantatge dels oscil·loscopis de feix de llum és la capacitat d'obtenir un enregistrament visible en coordenades rectangulars en un gran rang dinàmic (fins a 50 dB). La banda de freqüència de funcionament dels oscil·loscopis de feix de llum no supera els 15.000 Hz, la velocitat màxima d'enregistrament dels oscil·loscopis de feix de llum és de fins a 2000 m / s, per a feixos de llum il·luminats electrogràfics de 6-50 m / s. Per a l'observació i l'enregistrament simultània de diversos processos elèctrics, els oscil·loscopis disposen de diversos galvanòmetres oscil·logràfics (normalment un sistema magnetoelèctric), el nombre dels quals pot arribar a 24 (en un oscil·loscopi H043.2) i més.

L'oscil·lografia es pot realitzar sobre paper fotogràfic UV o pel·lícula fotogràfica amb desenvolupament fotogràfic químic.L'oscil·lografia sobre paper UV es realitza mitjançant una làmpada de mercuri amb desenvolupament de llum directa, que accelera significativament el procés d'oscil·lografia, i s'utilitza en els casos en què cal obtenir, per exemple, un oscil·lograma de prova. El desavantatge del paper fotogràfic UV és que els oscil·logrames obtinguts sobre ell perden contrast amb el temps a causa de l'enfosquiment del fons. La sensibilitat del paper fotogràfic i la brillantor de la il·luminació s'han de seleccionar tan altes com la velocitat de l'oscil·lografia i establir-se prenent oscil·logrames de prova.

Els oscil·loscopis solen estar equipats amb galvanòmetres amb diferents bandes de freqüència de funcionament. Quan s'utilitza un galvanòmetre la freqüència de funcionament del qual es desconeix, el límit de freqüència superior es pot considerar igual a la meitat de la freqüència natural del galvanòmetre. La freqüència natural del galvanòmetre s'indica amb un guió després de la designació del tipus. S'utilitzen caixes de derivació estàndard i resistències addicionals per limitar el corrent de funcionament del galvanòmetre. Per als casos oscil·logràfics de corrents elevades (més de 6 A) o tensions elevades (més de 600 V), s'acostumen a utilitzar transformadors d'instrument.

Per obtenir la major oscil·lació del feix a l'oscil·lograma (70-80% de l'amplada del paper utilitzat), heu de triar un galvanòmetre el corrent de funcionament del qual serà proper al màxim.

Els tipus d'oscil·loscopis de feix de llum més utilitzats i les seves dades tècniques bàsiques es donen en llibres de referència.