Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

равна 33 мм/мкА, однако работая полоса частот у этого гальванометра (М1013-600) составляет 0-400 Гц.

Осциллограф тппа Н115 является двенадцатиканальным универсальным осциллографом. Осцпллографлрованлс может производиться ультрафиолетовой записью на фотоленте, не требующей химического проявления (на бумаге типа УФ), или фотографической записью с химическим проявлением. Максимальная ширина фотоленты 120 мм. Емкость кассеты 25 м.

На рис. 135 приведена оптическая схема осциллографа типа I I I 15. Источ­ ник света 1 (ртутная лампа сверхвысокой яркости мощностью 100 Вт) с помощью цилиндрического конденсатора 2 и ограничителя ширины полосы 5 изображается

Ход лучей для записилиний отметок времени

Рис. 135. Оптическая схема осциллографа типа H I 15

объектива 22 собираются в плоскости фотоленты 23 в виде я р к и х пятен, которыми и осуществляется запись. Часть световых лучей, идущих от зеркал 11, отражается зеркалом 17 па зеркальный барабан 16 и от него на матовый экран 7. На путь световых лучей между зеркалами гальванометров и объектива 22 может вво­ диться зеркало 13, которое в своем нормальном положении расположено вне хода лучей. В рабочем положении оно полностью перекрывает световые лучи, идущие от зеркал 11, и отклоняет их на экран 7. В осветительной части схемы расположен идентификатор 9, флажок которого поочередно прерывает световой поток, ндущпй на зеркала гальванометров, вследствие чего в записи появляются разрывы, позволяющие следить на осциллограмме за ходом линий после их сличения или пересечения. Ход лучей для нанесения линий отметок времени показан штриховой линией с двумя точками между штрихами. Луч от источника света 1 после прохождения цилиндрического конденсатора 3 попадает на зеркало 8, от которого отражается на зеркало 14 через щели барабана 15 отмет­ чика времени. Ширина световой полосы, идущей на зеркало 8, регулируется ограничителем 6. Отразившись от зеркала 14 и снова пройдя через щель бара­ бана, световой пучок направляется зеркалом 12 через диафрагму 18 на цплинд-

199

рпческпй объектив 22, который собирает его на фотоленте в виде яркой линии. Интенсивность этой линии можно регулировать с помощью диафрагмы 18. Ход лучей для нанесения линий продольного графления фотоленты показан штри­ ховыми линиями. Световой ноток от источника света 1 через щелевую диаф­ рагму 25 направляется зеркалами 19, 21 и 20 на цилиндрический объектив 22, который собирает его в виде яркой линии на фотоленте 23. Перед фотолентой установлена металлическая пластинка 24 с рядом узких щелей, через которые происходит экспонирование фотоленты. После проявления фотолеиты на осцил­ лограмме получаются тонкие линии, отстоящие друг от друга на определенном расстоянии. Интенсивность этих линий можно регулировать диафрагмой 4.

на монтажном столе, имеет обозначение К115. Осциллограф типа К115 допускает регистрацию токов до 6 А и напряжений до 600 В. Схема осциллографа преду­ сматривает возможность дистанционного управления режимом работы приборов.

25. Электроннолучевые осциллографы

Электроннолучевая трубка. Значение и область применения электроннолучевого осциллографа, или, как его обычно более кратко называют, электронного осциллографа, в настоящее время очень велики. Главнейшими преимуществами его по сравнению со светолучевым осциллографом являются ничтожно малое потребление мощности от испытуемого источника напряжения и возможность исследования процессов, частота которых достигает сотен мегагерц и больше, а также весьма кратковременных непериодических яв­ лений.

Основным элементом электронного осциллографа является элек­ троннолучевая трубка.

В качестве источника электронной эмиссии в трубке могут быть использованы как холодные, так и накаленные катоды. Формиро­ вание электронного луча и управление его перемещением в зави­ симости от различных законов исследуемых явлений производится при помощи либо электрических, либо магнитных полей.

В современной технике осциллографирования в большинстве случаев применяются электроннолучевые трубки с горячим катодом и электрическим управлением.

Устройство трубки схематически показано на рис. 136. В на­ чале горловины помещено устройство для создания фокусированного пучка электронов (электронного луча), называемое «электронной пушкой», или «электронным прожектором». «Электронная пушка» состоит из подогревного катода, управляющего электрода, или сетки, и двух анодов.

Изменение потенциала управляющего электрода дает возмож­ ность регулировать плотность электронов в пучке и тем самым менять яркость изображения на экране. Кроме того, при помощи сетки про­ изводится предварительная фокусировка электронного пучка. Окон­ чательная фокусировка осуществляется в поле между первым и вторым анодами. Фокусировка регулируется путем изменения на-

200

пряжения на первом аноде, который поэтому называется фокуси­ рующим. Необходимое ускорение электронов в поступательном направлении обеспечивается вторым анодом, вследствие чего он иногда называется ускоряющим. Обычно между сеткой и первым анодом помещается еще добавочный, ускоряющий, электрод (на рис. 136 не показан), который соединен со вторым анодом и служит для устранения влияния регулирования фокусировки на яркость светящегося пятна.

Электронный пучок в конце своего пути попадает на внутреннюю торцовую поверхность расширенного конца колбы, называемую экраном. Эта поверхность покрыта специальными составами — люми­ нофорами, которые обладают способностью светиться под действием электронной бомбардировки в тех местах, куда попадают электроны.

Рис. 136. Устройство электроннолучевой трубки

Если на пучок электронов на его пути между вторым анодом и экра­ ном воздействовать отклоняющими силами, то светящееся пятно будет соответственно перемещаться. Таким образом, электронный пучок можно уподобить подвижной части измерительного механизма прибора, отклонения которой зависят от напряжения, приложенного к отклоняющим пластинам.

Отклоняющая система электроннолучевой трубки состоит из двух пар пластин, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 136). Пластины, лежащие в горизонтальной плос­ кости, отклоняют луч в вертикальном направлении и называются электродами вертикального отклонения или ж-электродами; пла­ стины, лежащие в вертикальной плоскости и смещающие луч в го­ ризонтальном направлении, называются электродами горизонталь­ ного отклонения или у-электродами. Если к какой-либо паре пла­ стин приложить переменное напряжение, то луч прочертит на экране светящуюся прямую линию. Определим величину смещения све­ тящегося пятна от исходного положения в результате прохождения

Пренебрегая искажениями у краев пластин, полагаем электри­ ческое поле внутри них равномерным, т. е. считаем, что напряжен-

ность П О Л Я jfc = — .

201

Электрон, движущийся прямолинейно и равномерно с начальной скоростью ѵ0, проходя между пластинами, смещается в сторону, противоположную направлению силовых линий поля. Как известно, движение электрона в поперечном электрическом поле описывается уравнением

Х = - еЕ Y

где е — заряд электрона; m — его масса; X и Y — координаты электрона.

Рис. 137. Смещение элек­ тронного луча иод дей­ ствием электрического поля

Для точки б (в месте выхода электрона из пространства между пластинами) уравнение примет вид:

еЕ 2тѵ'і I9.

Выйдя за пределы пластин, электрон продолжает перемещаться прямолинейно по касательной к траектории Об. Следовательно, направление движения электрона образует с осью абсцисс угол у, тангенс которого

Величина смещения светящегося пятна на экране при изменении на 1 В напряжения, приложенного к управляющим электродам,

202