Светолучевой осциллограф Советский патент 1974 года по МПК G01R13/38 

1

Известны светолучевые осциллографы, содержащие установленные в магнитном блоке гальванометры, гальванометрические преобразователи и источиики постоя-ипого тока.

Недостатком известных осциллографов является невозможность осуществления в одном приборе амплитудио-частотного анализа исследуемого сигнала с одновременной регистрацией результатов анализа.

Для осуществления амплитудно-частот)10го анализа предлагаемый осциллограф снабжен установле 11ными в магнитном б.чоке логометрами, измерительные рамкп которых соединены последовательно, образуя ряд, вход которого подсоединен к потенниальиым вывода:м магниточувствительиого элемента гальва«ометрического функцио;нального преобразователя, производящего онерацию произведения, токовыми выводами иодключеиного к исследуемому сигналу, а рамка упомянутого преобразователя подключена к последовательно соединенным потенциальным выводам магниточувствительного элемента и противодействующей рам.ке гальваиометрического функционального преобразователя, производящего операцию извлечения квадратного корня, при Этом токовые выводы последнего преобразователя подсоединены к источнику постоянного тока, а измерительная рамка - к последовательно соеджшиным противодействующим рамкам логометроз, подключенным ко второму источнику постоянного тока, например, через/ С - цепочку.

На чертеже представлена схема описываемого осциллографа, где 1, 2 - источник постоянного тока; 3-б - резистор; 7 - выключатель; 8 - емкость; 9 - магнитоэлектрический гальванометрическнй 4УН ЦИОна.ты1ый преобразователь (ГФП), производящий опе зацню извлечения квадратного корня; 10 - измерительная рамка; 11 - противодействующая рамка; 12 - магннточувствительный элемент (датчик Холла); 13 - потенциальные выводы; 14 - токовые выводы,; 15 - ГФН, производящий операцию произведения; 6 - рамка; 17 - магниточувствительный элемент; 18 - потенциальные выводы; 19 - токовые выводы; 20 - зажимы; 21, 22 - логометры (осциллографический гальванометры с плавно изменяющейся частотой); 23 - измерительная рамка; 24 - противодействующая рамка.

В магнитный блок светолучевого осциллографа устанавливаются ГФП 9, ГФП 15, логометры 21, 22.

Исследуемый сигнал U. подается иа зажимы 20, соединен1ные с токовыми выводами 19 датчика Холла ГФП 15. Потенциальные выводы 18 датчика соедине ы с последовательно соединенными измерительными рамками логометров 21, 22 с разной собственной частотой и степенью успокоения, меньшей 0,1. Рамка 16 ГФП 15 с жестко скрепленным датчиком подвешена на растяжках и размещена в однородном магнитном поле. Выводы рамки подключаются в разрыв цепи последовательно соединенного потенцналыгого вывода 13 датчика Холла и вывода противодействуюш;ей рамки И ГФП 9. Токовые выводы 14 ГФП 9 подсоединены к источнику постоянного тока 2 в соответствующей полярности, а измерительная рамка 10 - к последовательно соединенным противодействующим рамкам логометров 21, 22, подключенным, в свою очередь, ко второму источ.нику постоянного тока 1 через .RC -цепочку (3, 4, 8) и выключатель 7.

Количество логометров и их параметры определяются диапазоном исследуемых частот, а также относительным изменеиием тока i в противодействующих рамках.

Так, если величина тока i изменяется в k раз, дискретный ряд логометров по собствемной частоте должен отличаться раз. Напряжение Онзм на измерительных рамках логометро в 21, 22, снимаемое с потенциальных выводов 18 датчика Холла ГФП 15, описывается выражением:

( нзм - т .

где 1„-ток, поступающий в рамку ГФП 15.

Ток, поступающий в рамки логометров 21, 22, при тарировке -равен i.,o . При этом токе определяем собствевную частоту foi, /02 логометров 21, 22 и отклонение блика ГФП 15 по шкале осциллографа. При изменении тока i в k раз собственная частота логометров изменяется zY k раз.

Рассмотрим, как будет изменяться отклонение блика и ток 1„ .

Положе ние равновесня системы ГФП 9 определяется соотно нснием:

(2)

,o-:

R

е 6,„ /Сд Уд а-напряжение Холла на выводах 13 датчнка Холла ГФП 9;

, 2 - потожосценление измерительной и противодействующей рамок; а - угол поворота рамки; /Сд - коэффициент пропорциональности;

R - суммарное сопротивление рамок.

Подставляя значеиие U,,, в выражение (2) и приводя соответстующие преобразования,

получим:

/

1

(3) U-,

где Р - коэффициент пропорциоиальности.

Подставляя выражение (3) в выражение 10 (2) и производя соответствующие преобразования, получим:

Ihn R

Y

ki

(4)

РЬ выражения (4) видно, что ток i пропорционален . Сопротивления 3 и 4 подбираются таким образом, чтобы ток в противодействующих рамках 24 был равен i.

При включении выключателя 7 ток i начинает изменяться в k раз. Время нарастания тока ki определяется RC - цепочкой (3, 8).

Если одна из гармоник исследуемого сигнала совпадает с собственной частотой логометра в процессе из.менения тока ki, то на шкале наступает резкое увеличение размытия блика на шкале осциллографа.

Предмет изобретения

Светолучевой осциллограф, содержащий установленные в магнитном блоке гальванометры, гальваиометрические преобразователи и источники постоянного тОКа, отличающийся тем, что, с целью осуществления амплитудно-частотного ащализа, он снабжен установленными в магнитном блоке логоМетрами, измерительные рамки которых соеди-нены последовательно, образуя ряд, вход которого подсоединеи к ноте1 циальиы.м выводам маг:нл у в с ТВ ит ел ыю го элем ыпа та л ьв mi о-м ет ричсского функционального преобразователя, производящего операцию произведения, токовыми выводами подключенного к исследуемому сигналу, а рамка упомянутого преобразователя подключена к последовательно соединенным потенциальным вывода.м магниточувствительного элемента и противодействующей рамке гальванометрического функционалыюго преобразователя, производящего операцию извлечения квадратного корня, при этом токовые выводы последнего преобразователя подсоединены к источнику иостоянного тока, а из.мерительная рамка - к последовательно соединенным противодействующим логометров, подключенным ко второ.му истоЧ|11ику постоянного тока, например, через / С-цепочку.