Электрические измерения. Электрические измерения 12. 1 Значение электрических измерений
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
12.17. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ Область применения электронно-лучевого осциллографа весьма обширна. Основное его назначение — визуальное наблюдение на люминесцирующем экране и фотографирование кривых быстро протекающих процессов, но осциллограф легко может быть приспособлен, например, для измерения частоты или снятия различных динамических характеристик {петли гистерезиса (см. рис. 7.10), характеристик электронных ламп и полупроводниковых приборов и т. п.]. Электронно-лучевая трубка — важнейшая часть электронного осциллографа — состоит из электронного прожектора, отклоняющей системы и экрана. Электронный прожектор создает узкий электронный луч. Посредством отклоняющего устройства измеряемая величина управляет движением луча, который играет роль практически безынерционной подвижной части осциллографа. Экран покрыт слоем люминофора, и на нем под действием электронного луча образуется светящееся пятно. При отклонениях луча это пятно движется по экрану и дает изображение кривой исследуемого процесса. С  теклянная колба трубки имеет форму конуса, переходящего в цилиндр (рис. 12.40). Электронный луч возбуждается и формируется в цилиндрической части трубки, где размещен электронный прожектор («электронная пушка»), состоящий из подогревного катода, управляющего электрода С — модулятора и двух анодов А1и A2.Катод помещен внутри стаканчика модулятора, который имеет в середине дна отверстие (диафрагму) для электронов, эмиттируемых катодом. На модулятор в осциллографе должно быть подано отрицательное напряжение 20—50 В. Электроны, пролетающие сквозь отверстие модулятора, отталкиваются его отрицательным зарядом, что дает первоначальную фокусировку потока электронов для получения узкого луча. Вместе с тем отрицательный потенциал модулятора отталкивает некоторую часть электронов обратно к катоду; следовательно, регулированием напряжения между модулятором и катодом можно изменять количество электронов в луче и тем самым регулировать яркость светящегося пятна на экране трубки. Электрическое поле, необходимое для ускорения электронов, обеспечивается высокими положительными потенциалами двух анодов А1и A2 — полых цилиндров с одной или более диафрагмами, помещенных на пути электронного луча. Последние служат для задержания электронов, сильно уклонившихся от оси луча. Напряжение между первым анодом А1и катодом составляет от одной десятой до одной трети напряжения между вторым анодом A2 и катодом, равного 600—5000 В. Для отклонения электронного луча в горизонтальном и вертикальном направлениях в осциллографах есть две пары отклоняющих пластин. Исследуемое периодическое напряжение подается на вертикально отклоняющие пластины, вследствие чего происходит отклонение луча в вертикальном направлении (по оси ординат). Горизонтально отклоняющие пластины необходимы для развертки исследуемого напряжения во времени (по оси абсцисс). Для этого в большинстве случаев на эти пластины подается периодическое пилообразное напряжение.  Структурная схема осциллографа (рис. 12.41) состоит из ряда блоков и ключей, при помощи которых можно получить различные режимы работы осциллографа. Электронный осциллограф может работать в следующих основных режимах: в режиме внутренней синхронизации, в режиме внешней синхронизации, в автоматическом режиме и режиме специальной развертки. Входной блок электронного осциллографа — аттенюатор — представляет собой калиброванный делитель напряжения, при помощи которого можно уменьшить напряжение входного сигнала, а также напряжение синхронизирующих импульсов в нужное число раз. В   режиме внутренней синхронизации Включены ключи К1, К4и напряжение входного сигнала ивхчерез аттенюатор поступает на вход усилителя и вход генератора линейно изменяющихся напряжений — ГЛИН. Напряжение с выхода ГЛИНа поступает на горизонтально отклоняющие пластины х — х осциллографа, и изображение электронного луча на экране начинает двигаться в горизонтальном направлении. Для того чтобы входной сигнал, поступающий после усиления на вертикально отклоняющие пластины у — у, был расположен в центре экрана, его необходимо, прежде чем подавать на эти пластины, задержать на некоторое время tпри помощи линии задержки ЛЗ (рис. 12.42 а). Рис. 12.42 В автоматическом режиме включены ключи К2, К4 и на выходе ГЛИНа получается пилообразное напряжение с частотой fг. Если частота f. совпадает с частотой периодического напряжения на входе осциллографа или кратна ей, то на экране осциллографа наблюдается неподвижное изображение (рис. 12.42, б). В режиме специальной развертки включены ключи К2, К5 и на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа подается какое-либо специальное периодическое напряжение их. Поэтому при помощи о  сциллографа можно проводить некоторые специальные измерения. Например, если на пластины х — х подано синусоидальное напряжение то можно измерить угловую частоту входного напряжения, если оно также синусоидальное с угловой частотой ωвх, кратной угловой частоте ωвх. В зависимости от кратности отношения угловых частот ωвх/ωх на экране осциллографа наблюдаются различные фигуры (рис. 12.43). Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки без усилителя относительно низкая, порядка 0,5—1 мм/В. Однако применение усиления повышает чувствительность до 1-2 мм/мВ. Для фотографирования кривых с экрана осциллограф снабжается приставками. |