Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

Движение бумаги производится импульсным двига­ телем, один импульс обеспечивает перемещение бумаги на 1/3 мм. Импульсы получаются от датчика импульсов (приставка Р335). При нормальном режиме датчик дает 180 импульсов в час.

При наступении аварийного режима происходит вклю­ чение на 24 С второго аварийного датчика, дающего 30 импульсов в секунду (36 ООО мм/ч).

11-5. О Б Щ И Е З А М Е Ч А Н И Я

Измерительный механизм самопишущего прибора с не­ прерывной записью должен обладать большим вращаю­ щим моментом, с тем чтобы значительное, трение, в частности пера о бумагу, не вызывало увеличения по­ грешности прибора. Наиболее часто применяются изме­ рительные механизмы магнитоэлектрической и ферродина-

в виде рулона. Длина ее 10—50 м, ширина 100—120 мм. С одной стороны бумаги проштамповываются отверстия (перфорация), в которые входят штифты тянущего меха­ низма.

Чем скорее изменяется регистрируемая величина, тем выше должна быть скорость движения бумаги. Она колеб­ лется от 20 до 36 000 мм/ч. Хорошая запись получается ,• при скорости движения бумаги, в 30—60 раз большей мак­ симальной скорости движения пера. Для изменения ско­ рости применяют сменные шестерни.

Качество записи зависит от качества бумаги, к кото­ рой предъявляют ряд требований. Чернила должны мед­ ленно сохнуть в чернильнице и быстро на бумаге. Вяз­ кость их должна соответствовать типу пера.

При небольших скоростях записи применяются капил­ лярные перья и неподвижные чернильницы. Для разных скоростей применяют капилляры разного диаметра. При больших скоростях записи применяются перья-черниль­ ницы.

Чистить перья можно только специальными приспо­ соблениями. Перед наполнением чернилами перо промы­ вают водой или спиртом.

285

Б. ОСЦИЛЛОГРАФЫ

11-6. Н А З Н А Ч Е Н И Е О С Ц И Л Л О Г Р А Ф О В

Осциллограф — это прибор для записи кривых быстро изменяющихся величин. Осциллографы делятся на светолучевые или электромеханические и электронно-лу­ чевые или электронные.

Светолучевые осциллографы, подвижная часть изме­ рительного механизма которых обладает заметной инер­ цией и частотой собственных колебаний до 10 кГц, приме­ няется для наблюдений и записи электрических величин частотой до 2 кГц ИЛИ непериодических величин дли­ тельностью до 1 мс.

Электронные осциллографы, подвижная часть которых создается электронным лучом, практически не обладающим инерцией, применяются для наблюдений и записи элект­ рических величин частотой до сотен мегагерц или непе­ риодических процессов длительностью до долей микро­ секунд.

11-7. С В Е Т О Л У Ч Е В Ы Е И Л И Э Л Е К Т Р О М Е Х А Н И Ч Е С К И Е О С Ц И Л Л О Г Р А Ф Ы

Светолучевые или электромеханические осциллографы обычно имеют магнитоэлектрические или ферродинамические измерительные механизмы.

Электромеханический осциллограф имеет несколько узлов: осциллографические гальванометры (вибраторы), оптическую систему, устройство для визуальных наблю­ дений, устройство для фотографирования и электрическую схему.

Осциллографический гальванометр магнитоэлектриче­ ской системы (рис. 11-7, а) имеет постоянный магнит 1, в поле которого находится петля 2 с зеркальцем 3. Петля опирается на призмы 4 и натягивается пружиной 5. Это

.устройство помещается в пластмассовом корпусе, напол­ ненном для успокоения кремнийорганической жид­ костью. В корпусе гальванометра имеется окно для лу­ чей света.

От взаимодействия тока, проходящего по петле галь­ ванометра, с полем магнита создается вращающий момент, который при малых углах поворота может быть выражен [см. (2-6)]: М = iBSw. Этот момент вызовет отклонение петли и поворот зеркальца (рис. 11-7, б и в ) . При малой

2,86

инерции и большой собственной частоте колебаний галь­ ванометра угол поворота зеркальца пропорционален мгно­ венному значению тока в гальванометре.

'ft

6)

Р и с . 11-7. Подвижная и неподвижная части гальванометра магнито­ электрической системы.

При периодическом ь токе в петле гальванометра 1 зер­ кальце придет в колебательное движение. Если при этом на пути отраженного от зеркальца луча поместить свето-

Р и с . 11-8. Общая схема устройства и работы электромехани­ ческого осциллографа.

чувствительную фотопленку, укрепленную на цилиндре 2 (рис. 11-8), то на пленке, если она неподвижна, после проявления получится горизонтальная прямая. Длина ее равна перемещению по пленке отраженного луча света

287

и- пропорциональна сумме положительной п отрицатель­ ной амплитуд тока.

Линза 3 фокусирует луч на поверхности пленки, вследствие чего линия получается тонкой и резко очер­ ченной.

При вращении цилиндра с пленкой при неподвижной петле и отраженном от зеркальца луче на пленке полу­ чится прямая, перпендикулярная первой.

При одновременном движении отраженного луча и вращении цилиндра 2 с постоянной скоростью луч вы-

/ v v v v v v y v v v v v v v

Р и с . 11-9. Осциллограмма напряжения и тока ртутного 'вы­ прямителя при коротком замыкании.

чертит на пленке кривую тока, идущего по гальвано­ метру — осциллограмму.

Масштаб времени (абсциссу кривой) определяют, при­ меняя отметчик времени. Он состоит из электромагнита, якорёк которого колеблется с постоянной частотой, на­ пример 500 Гц. Отраженный от зеркальца отметчика луч дает на пленке кривую с известным периодом (рис. 1Г-9).

Масштаб, времени также легко определить, если по одному из гальванометров проходит ток известной час­ тоты.

Если последовательно с гальванометром включить безреактивный добавочный резистор, то ток в гальвано­ метре в каждый момент времени будет пропорционален напряжению и, следовательно, кривая тока в другом

288

масштабе будет кривой напряжения на зажимах цепи гальванометра.

Номинальный ток гальванометра не превышает 100 мА, поэтому при больших токах в цепи применяют шунты.

Длявизуальных наблюдений часть пучка световых лучей, идущих от вибратора,при помощи линзы4 (рис. 11-8) отделяется и направляется на вращающуюся зеркальную призму 5 и от нее на экран 6^ с нижней стороны. Глаз на­ блюдателя расположен над экраном.

При неподвижной зеркальной призме и колебаниях зеркальца гальванометра луч, падающий на экран, вы­ чертит на нем прямую линию, параллельную оси призмы. При неподвижном гальванометре и вращающейся призме луч вычертит на экране, линию, перпендикулярную пер­ вой. При одновременном действии, т. е. при вращении призмы и колебаниях зеркальца гальванометра, луч света вычертит на экране кривую исследуемой величины. Для получения неподвижной кривой необходимо, • чтобы световой луч, отраженный от зеркальной призмы, повторно описал на экране одну и ту же кривую. Для этого частота вращения зеркальной призмы должна быть синхронной, т. е. такой, при которой луч света перемещается по од­ ной грани зеркальной призмы в течение "времени,' равного целому числу периодов.

Схема оптического устройства осциллографа типа Н102,: имеющего восемь гальванометров, дана на рис. 11-10.

Пучок света от лампы 1 проходит конденсаторную линзу 2 и диафрагму 3, которая делит пучок света на во­ семь частей. Эти пучки, отражаясь от зеркал 4, 5 и 8 через линзы гальванометров 7, попадают на зеркала вибраторов 6. Отраженные от зеркал гальванометров лучи света про­ ходят линзы 7 и попадают непосредственно или после от­ ражения от зеркал 8- частично на зеркало 10 и частично на сферическую линзу 9. Часть луча, попавшая на зерка­ ло 10, после отражения от него и зеркала 11 фокусируется линзой 12 на пленку 13. Другая часть луча, проходя через линзы 9 и 16, попадает на зеркальную призму 15 и после отражения — на экран 14.

Осциллограф предназначен для наблюдения и фото­ графирования восьми исследуемых величин.

Пленка и зеркальный барабан приводятся в движение от однофазного асинхронного двигателя. Коробка скоро­ стей дает возможность иметь скорости движения пленки от 1 до 5 ООО мм/с. Емкость кассет — 10 м пленки.