Существующие типы осциллографических устройств в большинстве случаев снабжены приспособлением для визуального наблюдения исследуемых кривых. В обычных условиях визуальное наблюдение возможно лишь для периодически повторяющихся процессов, как, например, кривых переменного тока, так как для получения видимого неподвижного изображения на прозрачном экране необходимо, чтобы исследуемый процесс беспрерывно повторялся.
Для этой цели служат так называемые развертывающие изображение по линии времени механизмы. Помощью последних световой луч, отражаемый зеркалом гальванометра, периодически подвергается смещению в направлении, перпендикулярном к его основному движению, вызываемому отклонением зеркала гальванометра. При каждом добавочном отклонении луч света зачерчивает на матовом экране изображение кривой. Кривые эти, повторяясь 10-15 раз в секунду и накладываясь одна на другую, дают в итоге одно результирующее, кажущееся неподвижным изображение.
Известны также приспособления, дающие возможность, в отдельных случаях, наблюдения также и непериодических явлений, как, например, процессов разрыва и замыкания цепи постоянного тока и т.п. В последнем случае является необходимым превратить случайное явление в периодически повторяющееся. В последнем случае обычно применяют вращающийся замыкатель тока, связанный с развертывающим изображение механизмом, например вращающимся многогранным зеркальным барабаном.
На практике, в частности, уже предлагалось использование подобного способа для исследования работы различных электромагнитных механизмов, например реле. Для этой цели один из гальванометров осциллографа включается в цепь электрического тока последовательно с обмоткой исследуемого реле и описанным выше вращающимся прерывателем, а второй гальванометр - подобным же способом в цепь контактов реле. В итоге на экране получаются две кривые, одна из которых дает изменение тока в обмотке реле, а другая указывает момент срабатывания его контактов.
В предлагаемом, согласно изобретению, устройстве предложено использовать вышеописанный способ одновременно также для исследования механических явлений в реле по стробоскопическому методу, с использованием неоновой или иной малоинерционной лампы.
На чертеже фиг. 1 схематически изображает предлагаемое устройство и фиг. 2 - его видоизменение.
На фиг. 1 луч света от источника 1 через обычную оптическую систему осциллографа фокусируется на зеркалах трех гальванометров-вибраторов 3, а затем, отражаясь оттуда, проходит через цилиндрическую линзу 4 и разворачивается при помощи зеркального барабана 5, давая оптическое изображение осциллограмм на матовом стекле 6. Обмотка исследуемого реле 7 включена в цепь источника тока через коммутатор 11, механически связанный с осью зеркального барабана, причем щетка 10 периодически замыкает и размыкает электрическую цепь. В цепь обмотки реле 7 включается при помощи соответствующего шунта также один из гальванометров 3.
Контакты 8 исследуемого реле 7 включаются на батарею через второй из гальванометров. Благодаря механической связи коммутатора 11 с зеркальным барабаном 5 на экране получается неподвижное и ясно видимое изображение осциллограммы работы реле.
Основной задачей предлагаемого прибора, как указывалось, является возможность изучения, параллельно с электрическими процессами, при работе реле, еще и механических явлений в последнем, что достигается при помощи освещения исследуемого реле неоновой лампой 28, включенной во вторичную цепь 16 трансформатора 16-17-18, первичная цепь которого периодически разрывается замыкателем 14.
При вращении замыкателя 14 реле, освещенное неоновой лампой, покажется неподвижным в том положении, в котором его застает вспышка лампы, что соответствует обычному стробоскопическому эффекту. Одновременно с этим гальванометр 3 осциллографа, включенный во вторую обмотку того же трансформатора, запишет на вспомогательной кривой пик или выступ 26, соответствующий вспышке, который таким образом будет указывать на ту точку осциллограммы, которая соответствует видимому нами положению реле.
Если сообщить дополнительное вращение замыкателю 14, вращая червяк 19 рукояткой 13 или механической передачей 29 оси мотора 12, то реле, при освещении его неоновой лампой, покажется как бы медленно работающим, причем это видимое замедление будет во столько раз большим, во сколько раз скорость вращения вала 15 больше скорости вращения замыкателя 14.
Подобное приспособление предоставляет возможность наблюдения всех процессов, происходящих в реле в действительности очень быстро, как бы медленно совершающимися и, следовательно, дает возможность проанализировать возможные причины ненормальной работы, например дребезжание контактов.
Имея вполне определенную механическую связь между валом 15 и осью червяка 19, мы получим вполне определенную величину видимого замедления реле, и, следовательно, измерив секундомером протяженность интересующей нас фазы работы реле и разделив на величину замедления, мы получим истинную протяженность во времени указанной фазы.
В случае необходимости можно также определить масштаб полученного на экране изображения кривых. Измерение может быть произведено различными способами: либо непосредственным нанесением масштабной шкалы или сетки на матовом стекле 6, либо применением укрепленной над матовым экраном подвижной рамки 20 с нитью 24, допускающей перемещение при помощи кремальеры 29.
Разность отсчетов при совмещении нити рамки с началом нарастания тока в обмотке исследуемого реле и при совмещении с началом импульса тока в контактах дает время срабатывания реле. Для более точного и удобного измерения служит следующее приспособление. Сообщая замыкателю 11, вращающемуся вокруг оси 15, некоторый дополнительный поворот при помощи рукоятки 9 и червяка можно получить перемещение всего изображения кривой на экране на некоторую длину вдоль оси времени, причем угол, на который нужно повернуть замыкатель 11, чтобы перевести две какие-либо точки на осциллограмме мимо неподвижной черты на экране, будучи умножен на некоторый коэффициент, зависящий от данных прибора, даст время, соответствующее длине осциллограммы между этими точками.
Наконец, четвертый способ измерения оптического изображения заключается в постановке дополнительного замыкателя 14 на той же оси, от которой работает и замыкатель 11, и пропускании прерываемого постоянно тока через первичную обмотку 18 трансформатора, причем вторичная обмотка 17 приключена к третьему гальванометру осциллографа. Тогда на оптическом изображении третьей осциллограммы на матовом стекле получатся два пика, один из которых 26 будет соответствовать замыканию тока, другой 27 - размыканию. Перемещая помощью рукоятки 13 микрометренного винта 19 один из этих пиков вдоль экрана и подводя его сначала к одной точке исследуемой осциллограммы, а затем к другой, можно по углу, на который необходимо сместить замыкатель, определить временное выражение расстояния между вышеуказанными точками.
На фиг. 2 изображено устройство, помощью которого возможно заменить три гальванометра лишь одним. Устройство заключается в том, что вал 15 замыкателей связывается передачей 30 с коммутатором 32, который приключает к одному и тому же гальванометру поочередно то цепь обмотки реле, то цепь контактов, чем вызывает видимость на матовом стекле сразу обоих чередующихся между собой кривых - кривой нарастания тока в обмотке и кривой работы контактов.
К тому же гальванометру подключается и цепь вторичной обмотки 17 трансформатора, что дает на изображении основной осциллограммы два вышеуказанных пика, смещением которых вышеуказанным способом и производится измерение. Необходимо указать, что с помощью описанного прибора легко можно определить устойчивость работы реле. Для этого необходимо совместить интересующую нас точку оптического изображения осциллограммы с некоторым указателем, например чертой, перпендикулярной к оси времени, на рамке или матовом стекле. Отклонение от этой черты и будет указывать на неустойчивость работы реле. Так как скорость мотора постоянна, то обстоятельство это возможно использовать для проверки устойчивости реле при длительной работе, причем можно легко наблюдать все явления расстройства работы, которые будут постепенно появляться, пока реле совсем не выйдет из строя.
Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность измерять время срабатывания и отпускания реле совместно с беспрерывным и визуальным наблюдением всей осциллограммы и одновременно видеть замедленными и измерять во времени механические процессы работы реле, что при параллельной картине электрической работы реле дает возможность легко проанализировать и устранить все его недостатки.
1. Устройство для визуального исследования работы различных электромагнитных механизмов помощью осциллографа, в котором наблюдаемое на экране изображение кривой изменения тока в механизме осуществляется путем циклического повторения процессов включения и выключения помощью вращающегося коммутатора, непосредственно связанного с развертывающим изображение приспособлением, а также второго дополнительного коммутатора, связанного с первым и используемого для получения на экране масштабной кривой, отличающееся тем, что, с целью одновременного исследования механической работы реле по стробоскопическому методу, один из коммутаторов 14 использован для управления неоновой лампой, включенной в одну из вторичных обмоток трансформатора, питаемого через коммутатор импульсами постоянного тока, другая вторичная обмотка которого включена в цепь гальванометра осциллографа, указывающего на основной осциллограмме момент вспышки лампы.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся применением приспособления, сообщающего дополнительное постоянное перемещение питающему неоновую лампу коммутатору относительно механизма, развертывающего изображение, с целью осуществления возможности наблюдения кажущегося замедленного процесса работы реле, а также для одновременного передвижения видимой части осциллограмм вдоль оси времени для наблюдения на экране различных ее участков.
3. В устройстве по пп. 1 и 2 применение, с целью воспроизведения на экране помощью лишь одного гальванометра всех кривых, вращающегося переключателя, поочередно соединяющего цепь гальванометра, постоянно включенную, кроме того, в цепь одной из обмоток трансформатора, дополнительно то в цепь обмотки, то в контактную цепь исследуемого реле.
4. В устройстве по пп. 1 и 2 применение, с целью изменения масштаба изображения, подвижной рамки 20 с натянутой нитью, перемещаемой вдоль экрана помощью зубчатой рейки 29 и микрометрического винта 28, с нанесенными по окружности его головки делениями.
