Электронно-лучевой осциллограф в электротехнике

March 16, 2015 by admin Комментировать »

Можно совсем сбросить зеркальце с проволочки, чтобы уменьшить колеблющуюся массу. Но запись теперь придется вести не светом, а тенью — тенью, отбрасываемой проволочкой. Так именно и ведут запись для звукового кино. Это колебания с частотой до 10 тыс. в секунду. Но еще более быстрые колебания не записать даже самой тонкой проволочке.

Мельчайшая частица вещества — электрон. Это частица с наименьшей инерцией.

Ничто не может точнее электрона следовать за быстрыми электрическими колебаниями. Можно собрать электроны в тонкий луч и под действием электрических и магнитных сил этот луч будет отклоняться то в ту, то в другую сторону.

Многие вещества светятся под ударами электронов. Если направить электронный луч на экран, покрытый, например, сернистым цинком, то на этом экране возникнет зеленое светящееся пятнышко. Его можно сделать очень малым, меньше 1 мм2.

При отклонении электронного луча светящееся пятнышко будет перемещаться по экрану. При быстром движении электронного луча глаз не успевает следить за его отдельными перемещениями. На экране электроннолучевой трубки видна непрерывная светящаяся кривая. По этой кривой судят о колебаниях тока в изучаемых цепях. Поэтому такой прибор называют осциллоскопом— наблюдателем колебаний. Можно сфотографировать светящуюся кривую на экране.

От лампы накаливания или дуги 1 луч света через диафрагму 2 и призму 8 попадает на вибратор 4. Луч. отраженный от зеркала вибратора, разбивается на две части. Одна часть луча используется для визуального наблюдения. Эта часть луча призмой 5 отклоняется на многогранное призматическое зеркало 6. Зеркало отбрасыЕает луч света на матовое стекло 7.

На матовом стекле 7 можно наблюдать только периодические (регулярно повторяющиеся) процессы. Скорость вращения призматического зеркала 6 подбирается равной скорости повторения изучаемого процесса. Тогда на экране 7можно видеть светящуюся кривую.

Вторая часть светового луча, отраженного от вибратора 4 через призму 8, идет на барабан 9, обернутый фотографической (высокой светочувствительности) бумагой.

На эту бумагу можно записывать также и непериодический процесс. Кривые, приведенные на фиг. 1-4 и 1-6, были записаны при помощи такого осциллографа.

Подобные же осциллографы применяются для записи токов сердечной мышцы. Тогда они носят название электрокардиографов.

Фиг. 3-29. Схема конструкции осциллографа.

Фиг. З’Зд. Электрокардиограммы.

Вверху нормальное сердце. Кривая слегка подымается в точке Р. Эта точка соответствует одновременному сжатию обоих предсердий. Затем кривая опускается в точке Q, резко прыгает вверх в точке R, снова опускается в S и поднимается в Т. Эти напряжения возникают при сокращениях желудочков.

Средняя кривая снята у человека с больным сердцем. Здесь каждое сокращение предсердий (точка Р) не сразу сопровождается сокращением желудочков.

Третья, самая нижняя электрокардиограмма также показывает ненормальную работу сердца. Она снята у человека, больного грудной жабой. Изучение кривых, снятых электрокардиографом, позволяет часто обнаружить болезни сердца, о которых не подозревает больной и которые врачу другим способом не открыть.

11·

Фиг. 3-31. Электронный осциллограф.

Для ускорения электронного пучка применяется высокое напряжение. Чем больше скорость пучка, тем ярче изображение на флуоресцирующем экране При напряжении 20 000 в кривая на экране видна при ярком дневном свете.

Существуют различные конструкции электронно-лучевых трубок. В одних внутри трубки помещаются пластинки, к которым подводится напряжение, отклоняющее электронный луч. Это осциллографы с электрической разверткой (фиг. 3-31). В других луч отклоняется магнитными силами. Вокруг трубки помещаются катушки, по которым проходит ток. Это магнитная развертка.

Чаще всего строятся электронно-лучевые трубки с зеленым свечением. Но бывают и другие типы экранов: с синим свечением, с белым. Имеются даже трубки, в которых электронный луч дает не свет, а тень. В этих трубках весь экран нормально светится, а на том месте, куда упал поток электронов, свечение гаснет. В этих трубках получается черная кривая на светлом фоне.

Чем до более высоких напряжений разогнаны электроны в луче, тем быстрее можно перемещать луч по экрану и он все равно будет успевать оставлять след за собой. В СССР осциллографы с очень высокой скоростью записи разработал И. С. Стекольников. У него скорость движения луча по экрану уже может быть сравнима со скоростью света.

Запись аварий

Аварии в энергосистемах случаются довольно редко. Очень важно знать, как меняются токи и напряжения во всех цепях во время аварии.

В цепь включают электронно-лучевую трубку. Электронный луч непрерывно следит за всеми изменениями токов и напряжений и вычерчивает светящуюся кривую на экране. Экран применяется с послесвечением (инерционный экран), так что после прохождения луча еще несколько долей секунды, несколько периодов переменного тока кривая продолжает светиться, а лишь потом загасает. Эти несколько периодов экран электронной трубки «помнит» процесс.

Вот молния ударила в линию передачи. Огромные волны напряжения бегут по проводам. С грохотом пробился разрядник… Фиолетовая электрическая дуга зазмеилась вокруг гирлянды изоляторов… Рабочий ток устремился в пробитый разрядом молнии канал. Реле регистрирует короткое замыкание…

Авария!..

Выключатель отсоединяет закороченную дуговым разрядом фазу.

На экране электронно-лучевой трубки мечутся кривые. Вот их бы и надо было все записать. Но торопиться не к чему. Электромагнитные волны, вызвавшие аварию, рассеялись и угасли, но их бледное отражение все еще светится на матовом экране осциллографа. Открывается затвор фотоаппарата. На инерционном экране трубки видна не только кривая того, что происходит в данный момент, но и предыдущие процессы. Несколько периодов до аварии, само начало аварии, ее развитие и ликвидация.

Запоминающий осциллограф, «осциллограф-ябедник», как его зовут в энергосистемах, записал именно то, что было нужно.

Существуют разные составы для покрытия экранов осциллографов: одни обладают совершенно ничтожной инерцией, у других послесвечение длится доли секунды, а есть и такие, что продолжают светиться несколько десятков секунд после прохождения электронного луча.

Электронная память

Вместо светящегося экрана электронный луч можно направить на пластину изоляционного материала, способную накапливать и удерживать электрические заряды. Луч прочерчивает на пластине строчку за строчкой. Скорость луча — постоянная. Если и сила тока не будет меняться в луче, то он будет откладывать на изоляционной пластине одинаковое количество зарядов на каждом участке своего пути. Но можно менять силу тока в луче, модулировать луч (подробнее о модуляции будет сказано позже в гл. 6). Тогда на разных точках изоляционной пластины будут откладываться разной величины заряды. Силу тока можно менять в такт человеческой речи, любому другому звучанию.

Электрическим узором на изоляционной пластинке можно записать, запомнить самые различные события. Затем их можно воспроизвести, вспомнить, повторить, пройдя лучом вновь по пластине. Можно и стереть сделанную запись. Потом нанести новую. Подобная электронная память применяется иногда! в различных счетнорешающих машинах.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты