光線示波器精品課件

1、光線示波器第1頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一2-4 光線示波器振子：光學(xué)系統(tǒng)：機(jī)械傳動系統(tǒng)：使記錄紙作定向等速運(yùn)動，并可以變換 速度。由電動機(jī)、變速機(jī)構(gòu)、記錄機(jī)構(gòu)等 部分組成。磁系統(tǒng)：為振子提供磁場，為了保證振子的阻尼比0.7左 右，設(shè)置恒溫自動控制裝置。電氣系統(tǒng)：供電和控制作用。時標(biāo)系統(tǒng)：時標(biāo)是示波圖時間坐標(biāo)的基準(zhǔn)信號，以確定 時間比例尺。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一示波器的測量元件是一個磁電式振動子，簡稱振子。永久磁鐵、單匝線圈、鏡片、張絲 不論是什么形式的振子，小鏡子的偏轉(zhuǎn)角都與電流成正比。第3頁，共21頁，2022年，5月20日，5

2、點(diǎn)3分，星期一第4頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一樣子很像一支筆，長75mm，直徑為36mm。它實(shí)際上是動圈式檢流計。其質(zhì)量和慣性很小，用張絲產(chǎn)生反作用力矩，阻尼力矩由與外部電路電阻有關(guān)的電磁方法產(chǎn)生，或者用內(nèi)部液體阻尼產(chǎn)生。典型的振子結(jié)構(gòu)第5頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一透鏡L1反射鏡M1振子反射鏡M2透鏡L2光源第6頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一 二、振子的特性及其選用： 振子是光線示波器的心臟，它的特性直接影響測試的結(jié)果。一般示波器都帶有一套特性不同的振子，供測試時選用。為了正確選用，必須對振子的特性有所了解。1 振子

3、的靜態(tài)特性 振子的靜態(tài)特性描述輸入電流為直流時振子鏡片的轉(zhuǎn)角與電流的關(guān)系。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一第8頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一第9頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一光點(diǎn)的偏移距離偏轉(zhuǎn)角振子鏡片中心到記錄紙的光學(xué)距離振子的電流靈敏度阻尼油的折射率 光點(diǎn)位移與被測電流間保持線性關(guān)系的前提是振子偏轉(zhuǎn)角很小，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角稍大時，輸入電流和輸出轉(zhuǎn)角將呈非線性關(guān)系。振子應(yīng)限定在允許偏轉(zhuǎn)角或光點(diǎn)最大允許偏移量下工作，以保證不產(chǎn)生非線性失真。第10頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一2 振子的動態(tài)特性 振子的動態(tài)

4、特性描述輸入電流為I(t)時振子鏡片的轉(zhuǎn)角與電流的關(guān)系。第11頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一阻尼比頻率比第12頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一第13頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一第14頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一 當(dāng)阻尼比為0.7左右時，不產(chǎn)生幅頻失真和相頻失真的頻率范圍最寬， 可達(dá)。 國產(chǎn)振子的阻尼比都取為，目的是使工作頻帶最寬。在選用振子時，必須保證 即振子的固有頻率應(yīng)大于被測信號最高次諧波分量頻率的倍。第15頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一3 振子的阻尼和匹配問題 阻尼比

5、要達(dá)到0.7左右，電磁阻尼和油阻尼電磁阻尼：在振子的結(jié)構(gòu)和磁系統(tǒng)一定的條件下，電磁阻尼的大小取決于振子外電路的電阻R。選擇合適的外電路電阻，可使阻尼比達(dá)到0.7。油阻尼：利用液體的內(nèi)摩擦而起阻尼作用。 硅油固有頻率400Hz的用電磁阻尼固有頻率400Hz的用油阻尼 振子的匹配問題：從測量電路的角度來看，希望振子的阻抗值能使電路有最大的功率輸出；從振子的角度來看希望測量電路的阻抗使振子達(dá)到最佳阻尼比。第16頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一 固有頻率高的振子一般都是油阻尼，它對外電路阻值沒有要求，只要求阻抗匹配，輸出功率大。如振子與應(yīng)變儀配合工作，則振子是應(yīng)變儀的負(fù)載，就要求

6、應(yīng)變儀的輸出阻抗要與振子的內(nèi)阻相匹配。 固有頻率低的振子通常是電磁阻尼的，它對外電路電阻有要求，以達(dá)到最佳阻尼。使用這種振子時，往往要在電路中接入附加的串并聯(lián)電阻。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一4 振子的參數(shù)及選用（1）電流靈敏度： 靈敏度與固有頻率矛盾，靈敏度高的振子其固有頻率必然低。（2）固有頻率（3）最高工作頻率或工作頻寬（4）內(nèi)阻（5）外阻：電磁阻尼（6）最大允許電流：保證振子安全使用的最大電流值。（7）光點(diǎn)最大允許位移量：保證線性的最大輸出振幅。第18頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一第19頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3

7、分，星期一4 振子的參數(shù)及選用 振子的選用原則要使記錄的示波圖具有一定的幅度，而且能不失真地反映出被測信號的變化過程。（1）振子的工作頻率大于被測信號最高次諧波分量的頻率。（2）被測信號的最大值必須小于振子所規(guī)定的線性最大振幅，即振子工作時的光點(diǎn)位移量應(yīng)小于光點(diǎn)允許最大位移量。振子的工作電流不應(yīng)超過振子的最大允許電流。（3）根據(jù)信號的大小和變化情況，應(yīng)盡量選擇較靈敏的振子，便于分辨和提高測量精度。（4）時間滯后問題 輸出信號的滯后時間與振子的固有頻率有關(guān)。當(dāng)要求各信號的滯后時間相同時，就應(yīng)選用固有頻率相同的振子。（5）應(yīng)注意信號源輸出阻抗與振子內(nèi)阻相匹配，以取得最大功率輸出，對于電磁阻尼的振子，應(yīng)按其所要求的外阻來匹配外電阻。第20頁，共21頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期一4 振子的參數(shù)及選用 振子光點(diǎn)的安排（1）應(yīng)正確安排振子的光點(diǎn)位置，使光點(diǎn)與振子位置相對應(yīng)。（2）多個信號同時記錄時，為了便于分辨與觀測：主要信號放在記錄紙中間，次要信號放在兩邊；單向偏轉(zhuǎn)信號