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光线示波器

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光线示波器是利用振动子偏转反射的光束在感光记录纸上记录一个或多个参数的瞬时值,以确定其波形的记录仪器。

简介

光线示波器(light beam oscillograph):被测参数可为电流或电压等电量,或为已转变为电量的各种非电量,例如在机械工程中与应变片配合使用时,可测应力、应变、扭矩和振动等。光线示波器用光束记录,光束无惯性,光记录无摩擦,又可用增加光臂长度的方法来提高光学的放大作用。与其他记录仪相比,光线示波器的工作频率较高,可达10000赫,而一般笔式记录仪不超过100赫,喷射式记录仪也不超过1000赫。它还具有较高的电流灵敏度、较低的记录误差和仪器轻、小等优点,尤宜制成能同时记录几个或几十个不同参数的多线示波器,但波形图经一定处理后才能显现,且所用的记录纸较贵。

第一台光线示波器出现于20世纪初。20世纪60年代开始,采用紫外线直接记录纸,大大简化了波形图的显现处理过程,使示波器的操作更为方便可靠。

结构和原理

光线示波器由测量部分和记录部分组成。 测量部分主要由磁电系振子(见检流计)和光学系统组成。在由线圈、张丝组成的振子的可动部分上装有反射镜,由光源(白炽灯或高压水银灯)发出的光束经反射镜反射后,由光学系统在感光记录纸上形成象点。当线圈中有电流通过时,线圈及反射镜以张丝为轴偏转,从而使光点在感光纸上作横向直线运动。光点的偏移和移动速率与输入电流及其变化率有关。感光纸由走纸机构驱动,作恒速纵向移动,可反映时间变化量。感光纸上记录的曲线是输入电流随时间的变化过程,记录的函数形式为y=f(t)。振子一般做得很小,一台光线示波器可安装多个(可达60个)振子。借助电或机械方法调整各光点位置,可实现多项变量的同时记录,也可实现交叉记录。

性能和应用

振子是光线示波器的关键部分,不同型号的振子有不同的固有频率、工作频率范围、灵敏度和最大允许电流。使用时,要根据被测信号选用合适的振子。 光线示波器的记录误差一般为±5%。振子的固有频率可达15000Hz,可记录10000Hz以下的电流信号。测量部分由电流驱动,输入阻抗较低,一般只有几十欧,适合于低内阻电压信号源或电流信号源的记录。光线示波器主要用于记录电流的瞬态过程,以及振动、应变等非电量的记录和分析,也可用于生理现象的观察等。

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