光線示波器概述和工作原理

光線示波器概述和工作原理
光線示波器是一種常用的模擬式記錄器，主要用于模擬量數(shù)據(jù)的記錄，它將信號調(diào)整儀輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號并記錄在感光紙或膠片上，從而得到試驗變量與時間的關(guān)系曲線。如下圖所示為SC-16型光線示波器的外形圖。 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量儀| 光度計| 電壓計| 電流計|

　　圖 SC-1 6型光線示波器的外形
　　光線示波器是依據(jù)磁電式原理工作，并以感光方式記錄測量結(jié)果，它的記錄方式主要有三種：白熾光顯定影記錄、紫外光直接記錄和白熾光直接記錄。
　　白熾光顯定影記錄采用普通照明燈作光源，把信號記錄在膠卷或照相感光紙上，然后在暗室里顯、定影。紫外光直接記錄采用超高壓水銀燈作光源，用它產(chǎn)生的紫外光把信號記錄在紫外線感光紙上，經(jīng)過二次曝光即顯示波形。白熾光苴接記錄采用高效白熾燈作光源，把信號記錄在涂有特種感光乳劑的記錄紙上，經(jīng)過二次曝光后，顯出被測信號波形。
　　光線示波器具有以下特點。
　�、儆捎诠饩�示波器采用光學(xué)放大系統(tǒng)，使用高質(zhì)量磁系統(tǒng)及高靈敏度的振動子，因此可獲得很高的靈敏度。
　�、趧尤κ秸駝幼拥淖哉耦l率可高達上萬赫茲，因此記錄信號的頻率可達數(shù)千赫茲，是筆式記錄儀的十幾倍。
　　③能同時記錄多個信號，光線不會相互干擾、碰撞，可實現(xiàn)交叉記錄，能最大限度地利用記錄紙。
　�、苁褂谜{(diào)整方面能夠得到曲線形式的資料，并且直觀性好。
　　光線示波器的不足之處主要有以下三個方面。
　�、俟ぷ黝l率還不夠?qū)挕?
　　②記錄的曲線不能利用數(shù)字分析儀器或計算機進行處理。
　�、鄹泄庥涗浖垉r格較貴，且不能重復(fù)使用。
光線示波器（記錄儀）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，它由振動子與磁系統(tǒng)、光源與光學(xué)系統(tǒng)、傳動部分、拍攝儲紙部分、控制部分、時標發(fā)生電路和電源等幾部分組成。紫外線示波器工作原理如圖2所示，接上被測信號后，振動子里將有電流流過，在永久磁鐵磁場的作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。與此同時，光源發(fā)出的紫外光照射到反射鏡上并受到反射。振動子的偏轉(zhuǎn)越大，光線的反射角也越大。反射的紫外光照到紫外線感光紙上，在其上面形成一條隨偏轉(zhuǎn)角（對應(yīng)被測信號）變化的軌跡，當然，感光紙應(yīng)以一定的速度向前移動。

數(shù)字熒光示波器DPO4054

數(shù)字熒光示波器DPO4104

TDS3000B系列數(shù)字熒光示波器

數(shù)字熒光示波器TDS3054B

數(shù)字熒光示波器TDS3052B

　　圖1 光線示波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
　　1—拍攝儲紙部分；2一控制部分；3一傳動部分；4—光源部分；5一振動子；6一磁系統(tǒng)；7一電源部分；8一記錄紙；9一晶體管時標；10—變速器；11一電機


　　圖2 紫外線示波器工作原理圖
　　圖3示出的是紫外線示波器內(nèi)部一種光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。從光源1發(fā)出的光線，經(jīng)圓柱面聚光鏡2會聚，由反射鏡3反射后使光線呈水平狹長的光帶聚焦于振動子上，經(jīng)振動子透鏡喹聚焦和振動子反射鏡5反射，使光線呈細長的豎直光帶，再經(jīng)可變光欄6投向拍攝圓柱面透鏡7，由其將光線會聚成很小的光點投到感光紙8上，進行感光記錄。

　　圖3 紫外線示波器光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖
　　1一光源；2—聚光鏡，3，10一反射鏡；4一振動子透鏡；5一振動子反射鏡；6一可變光欄；7一透鏡；8一感光紙；9一觀察窗
　　光點在感光紙上的位置和振幅，可通過紅色有機玻璃觀察窗9和反射鏡10來進行觀察。
　　除了記錄輸入電壓（電流）的軌跡之外，這種記錄儀還能記錄下面所述的線或標志。
　�。�1）格子線 即沿著記錄紙長度的格子線，它由光源發(fā)出的紫外光穿過“格柵”照到記錄紙上而產(chǎn)生。
　�。�2）定時線 這些線橫跨記錄紙，或者僅僅投射在紙的邊緣。這些線由內(nèi)部已知頻率的電源激勵產(chǎn)生或由外部電源激勵產(chǎn)生。
　�。�3）軌跡識別標志 這種記錄儀能同時記錄幾十個被測信號，每個被測信號能產(chǎn)生峰／峰值為幾十毫米，甚至100mm的軌跡。這些軌跡將在幾百毫米寬的記錄紙上相互重疊，為了簡化識別過程，必須作出軌跡識別標志。一種簡單的方法是依次瞬息間斷每條軌跡（依次遮斷反射光）。感光紙得到的記錄可用下述方法處理。
　�、儆霉怙@影。即接受附加的紫外光作用10～40s（時間的長短依賴紫外光的能級），軌跡即可出現(xiàn)。只要它不過度受紫外光輻射，這種記錄能在相當長時間里保持可用狀態(tài)。
　　②長期保存處理。這是類似正常相片的顯影過程，即化學(xué)顯影和定影過程。為了得到最好的結(jié)果，有些記錄紙需要在作這種處理之前先經(jīng)光顯影；而有些記錄紙要避免附加的紫外光曝光，才能有更好的效果。因此，對特定記錄紙的說明不能用于所有的記錄紙。
　�、蹚�(fù)制。用光顯影得到良好對比度的記錄可以多次復(fù)制。不過，由于紫外光的額外曝光，原記錄會很快損壞。