Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

записью можно одновременно регистрировать несколько процессов, Автоматический переключатель прибора производит поочередное подключение контролируемых цепей к самопишущему прибору.

Существенным недостатком самопишущих приборов является инерция подвижной части. В связи с этим частота изменений из­ меряемой величины должна быть не более 1 Гц. Запись измеряе­ мой величины обычно ведется часами и сутками.

Самопишущие приборы применяются в береговых энергоуста­ новках для записи изменяющихся величин тока, напряжения, мощ­ ности, фазы и частоты, а на судне —для записи изменяющихся во времени неэлектрических величин.

В последние годы начали применяться регистрирующие устрой­ ства без подвижной части, например записывающие электричес­ кие сигналы на магнитофонную ленту. Это позволяет производить обработку результатов измерений на ЭВМ.

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 позволяют производить наблюдение и запись на фотобумаге, фото или кино­ пленке быстроизменяющихся процессов.

Основными элементами электромеханического осциллографа являются измерительный механизм, светооптическое устройство, механизм для перемещения светочувствительной бумаги или плен­ ки, устройство для визуального наблюдения и устройство для реги­ страции исследуемых процессов.

В качестве измерительного механизма служат вибраторы (галь­ ванометры) двух разновидностей: магнитоэлектрические и ферродинамические.

Магнитоэлектрический вибратор (рис. 2, а) состоит из посто­ янного магнита 1, между полюсами которого натянута петля (шлейф) 2 из тонкой бронзовой ленты с укрепленным на ней зер­ кальцем 3. В результате взаимодействия исследуемого тока, про­ текающего по петле, с полем постоянного магнита на каждую сто­ рону петли действуют силы, поворачивающие петлю. При этом

Рис. 2. Электромеханический осциллограф:

а — магнитоэлектрический вибратор; 6 — светооптическое устройство

18

угол отклонения петли пропорционален мгновенному значению тока.

Светооптическое устройство (рис. 2, б) служит для формиро­ вания луча и его управления. Работает оно следующим образом. Луч от источника света 1 проходит через конденсатор 2, диафраг­ му 3 и, преломляясь в призме 9, попадает на зеркальце 10 вибра­ тора. Отраженный от вибратора луч фокусируется линзой 6 на поверхность вращающегося барабана 5, на который наложена светочувствительная бумага или пленка. Часть луча от зеркальца 10 с помощью призмы 8 отбрасывается на зеркальный барабан 7, а от него — на матовый экран 4.

При протекании по петле вибратора периодически изменяюще­ гося тока зеркальце придет в колебательное движение, а отра­ женный от него луч изобразит на экране и светочувствительной пленке прямую линию. Для получения кривой исследуемого тока луч необходимо развернуть во времени, вращая с постоянной ско­ ростью барабан с пленкой и поворачивая зеркальный барабан. Благодаря устройствам, осуществляющим регулирование частоты вращения барабана с пленкой, осциллографы могут регистрировать процессы, скорость и продолжительность которых колеблются в ши­ роких пределах. Для нанесения на светочувствительную пленку масштаба времени осциллографы снабжаются отметчиком време­ ни— вибратором, через который пропускается ток известной ча­ стоты.

Электромеханические осциллографы могут иметь несколько ка­ налов для одновременной регистрации различных величин. Для этого они снабжаются соответствующим количеством вибраторов. Осциллограф МПО-2 имеет восемь вибраторов; разработанный сра­ внительно недавно Н-105 — двенадцать вибраторов. Лучшие сов­ ременные осциллографы позволяют одновременно регистрировать двадцать и более процессов. Электромеханический осциллограф допускает осциллографирование явлений в довольно широком ди­ апазоне частот — от нескольких герц до нескольких тысяч герц.

Процесс осциллографирования на электромеханическом осцил­ лографе требует определенныхнавыков. Так, например, очень важным является выбор вибраторов, который необходимо выби­ рать по собственной частоте колебаний так, чтобы она в 3—4 ра­ за превышала частоту исследуемого процесса. В противном слу­ чае возможны искажения в записи исследуемых величин. Выбор вибраторов по току производится так, чтобы амплитудное значение тока не превышало величины, указанной для каждого из вибрато­ ров. Для расширения пределов применения вибраторов по току служат добавочные сопротивления и шунты. Различные схемы включения вибраторов приведены на рис. 3. Выбор схемы вклю­ чения и расчет сопротивлений имеют очень большое значение. Сле­ дует всегда стремиться к тому, чтобы вибратор давал наибольшее отклонение, но не перегружался. В качестве добавочных сопротив­ лений могут использоваться вольтметры, включенные в схему, а в качестве шунтов — амперметры.

19

Если обозначить:' /тв — амплитудное значение тока вибратора;

Rв — сопротивление вибратора; Яя -—добавочное сопротивление; Яш— сопротивление шунта;

13т— амплитудное значение напряжения между точками а и б; 1т— амплитудное значение тока в наследуемой схеме, то вы­ бор шунтов и добавочных сопротивлений для различных схем осу­

ществляется согласно формулам: .

При осциллографировании больших переменных токов (десят­ ки ампер и более) шунты используются совместно с трансформа­ торами тока (рис. 3, д).

Электромеханические осциллографы нашли широкое применение для наблюдения и регистрации различных динамических процессов в электрических установках, измерений перемещения, давления, вибрации, механических напряжений, температуры и других па­ раметров, которые могут быть преобразованы в электрические то­ ки и напряжения. На судах они могут быть использованы при налад­ ке и испытаниях судовых электрических установок, главного дви­ гателя, обслуживающих его систем и механизмов и других уст­ ройств, а также при научных исследованиях.

Э л е к т р о н н ы е о с ц и л л о г р а ф ы позволяют производить визуальное наблюдение на люминесцирующем экране и фотогра­ фирование кривых быстропротекающих процессов. С помощью электронных осциллографов можно измерять частоту колебаний и снимать различного рода динамические характеристики.

Рис. 3. Схемы вклю­ чения вибратора

20

Основной частью электронного осциллографа является элек­ троннолучевая трубка (рис. 4), которая представляет собой элек­ тровакуумный прибор е цоколем 1 и стеклянной колбой 2, имею­ щей форму конуса, переходящего в цилиндр. В колбе размещены: электронный прожектор, или «электронная пушка» (нить накала 3, катод 4, управляющий электрод, или сетка, 5, аноды 6 и 7), от­ клоняющая система (две пары отклоняющих пластин 8 и 9) и эк1 ран 10.

Раскаленный нитью накала катод 4 испускает электроны. С помощью управляющего электрода 5, имеющего отрицательный потенциал по отношению к катоду, поток электронов фокусирует­ ся в узкий луч. Посредством двух анодов 6 и 7, имеющих значи­ тельный положительный потенциал по отношению к катоду, созда­ ется сильное электрическое поле, воздействующее на электронный луч точно так же, как оптические приборы на луч света. При от­ сутствии напряжения на отклоняющих пластинах 8 и 9 электрон­ ный луч проходит через всю трубку и попадает на экран 10, покры­ тый слоем люминофора. В центре экрана появится светящаяся не­ подвижная точка. При подаче некоторого постоянного напряжения к паре пластин 8 электронный луч переместится на экране вверх или вниз в зависимости от того, к какой из пластин будет при­

При подаче на вертикальные пластины исследуемого перемен­ ного напряжения электронный луч вычерчивает на экране прямую

21