Valgusostsilloskoobi ehitus ja tööpõhimõte
Sissejuhatus
Valgusostsillograaf (lightbeamostsillograaf): mõõdetavad parameetrid võivad olla elektrilised suurused, nagu vool või pinge, või mitmesugused mitteelektrilised suurused, mis on teisendatud elektrilisteks suurusteks. Näiteks kui seda kasutatakse koos masinaehituse tensomõõturitega, saab see mõõta pinget, deformatsiooni, pöördemomenti ja vibratsiooni. oota. Optiline ostsilloskoop kasutab salvestamiseks valguskiirt. Valguskiirel puudub inerts ja optilisel salvestisel puudub hõõrdumine. Optilise võimenduse efekti saab parandada ka optilise õla pikkuse suurendamisega. Võrreldes teiste salvestitega on optiliste ostsilloskoopide töösagedus kõrgem, kuni 10,000 Hz, samas kui tavaline pliiatssalvesti ei ületa 100 Hz ja jugasalvesti 1,000 Hz. Selle eelisteks on ka kõrge voolutundlikkus, väike salvestusviga ning instrument on kerge ja väike. Eriti sobib sellest teha mitmerealine ostsilloskoop, mis suudab korraga salvestada mitut või kümneid erinevaid parameetreid. Kuid lainekuju diagrammi saab koostada alles pärast teatud töötlemist. ja kasutatav salvestuspaber on kallim.
Esimene valgusostsilloskoop ilmus 20. sajandi alguses. Alates 1960. aastatest hakati kasutama ultraviolettkiirgusega otsesalvestuspaberit, mis lihtsustas oluliselt lainekujude kuvamise protsessi ning muutis ostsilloskoopide töö mugavamaks ja töökindlamaks.
Struktuur ja põhimõtted
Valgusostsilloskoop koosneb mõõteosast ja salvestusosast. Mõõteosa koosneb peamiselt magnetoelektrilisest vibraatorist (vt galvanomeeter) ja optilisest süsteemist. Reflektor on paigaldatud mähistest ja juhtmetest koosnevale ostsillaatori liikuvale osale. Pärast seda, kui valgusallika (hõõglamp või kõrgsurve-elavhõbelamp) kiirgav valguskiir peegeldub reflektoris, moodustab optiline süsteem valgustundlikule salvestuspaberile pildipunkti. Kui vool liigub läbi mähise, kalduvad mähis ja reflektor kõrvale, kusjuures traat on teljeks, mistõttu valguspunkt liigub valgustundlikul paberil horisontaalselt sirgjooneliselt. Valgustäpi läbipaine ja liikumiskiirus on seotud sisendvoolu ja selle muutumiskiirusega. Valgustundlikku paberit juhib paberisöötmismehhanism ja see liigub pikisuunas ühtlase kiirusega, mis võib kajastada ajas toimuvaid muutusi. Valgustundlikule paberile salvestatud kõver on sisendvoolu muutumise protsess ajas ja salvestatud funktsiooni vorm on y=f(t). Ostsillaatorid on üldiselt tehtud väga väikesed ja optiline ostsilloskoop võib olla varustatud mitme (kuni 60) ostsillaatoriga. Reguleerides iga valguspunkti asukohta elektriliselt või mehaaniliselt, saab samaaegselt või ristsalvestada mitu muutujat.
Jõudlus ja rakendused
Ostsillaator on optilise ostsilloskoobi põhiosa. Erinevatel ostsillaatorite mudelitel on erinevad omasagedused, töösageduste vahemikud, tundlikkused ja maksimaalsed lubatud voolud. Selle kasutamisel valige sobiv vibraator vastavalt mõõdetavale signaalile. Valgusostsilloskoobi salvestusviga on üldjuhul ±5%. Ostsillaatori loomulik sagedus võib ulatuda 15000Hz-ni ja salvestada alla 10000Hz voolusignaale. Mõõteosa juhib vool ja sisendtakistus on madal, üldiselt vaid mõnikümmend oomi. See sobib madala sisetakistusega pinge signaaliallikate või voolu signaaliallikate salvestamiseks. Optilisi ostsilloskoope kasutatakse peamiselt elektrivoolu siirdeprotsessi registreerimiseks, samuti mitteelektriliste suuruste, nagu vibratsioon ja deformatsioon, salvestamiseks ja analüüsimiseks ning neid saab kasutada ka füsioloogiliste nähtuste vaatlemiseks.
