ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
Настоящая книга написана группой специалистов фирмы Сименс — Гальске, имеющих многолетний опыт в разработке и производстве светолучевых осциллографов. Основной и общий интерес представляют главы, в которых излагаются теоретические основы этих приборов, в частности расчет гальванометров, а также погрешностей, присущих светолучевым осциллографам. Несомненно полезны примеры практического применения осциллографов и анализа осциллограмм.
В книге с излишней подробностью описан ряд моделей осциллографов, выпускаемых ф'ирмой Сименс — Гальске. В переводе этот раздел существенно сокращен. Наряду с этим представилось целесообразным ввести дополнительный раздел, посвященный советским светолучевым осциллографам.
Появление новых видов регистрирующих приборов, в том числе магнитографов, с записью информации на магнитной ленте в аналоговой или дискретной кодовой форме, пригодной для автоматического анализа на электронных вычислительных машинах, не исключает в дальнейшем применения светолучевых осциллографов.
Светолучевые осциллографы благодаря своей относительной простоте и надежности, высокой чувствительности измерительных устройств — зеркальных гальванометров и наглядной записи процессов в виде кривых всегда будут иметь достаточно широкий круг потребите-
3
лей. Следует также иметь в виду, что человеческий мозг является неплохой вычислительной машиной, и нередко непосредственный визуальный просмотр осциллограмм позволяет делать весьма важные выводы. Если при этом учесть, что методы анализа осциллограмм постепенно совершенствуются и автоматизируются, то становится очевидной перспективности дальнейшего совершенствования и производства светолучевых осциллографов.
Авторы книги дали обширный список литературы, относящейся к светолучевым осциллографам. По неизвестным причинам в нем отсутствуют работы советских специалистов. С целью восполнения этого пробела в конце дан дополнительный список работ советских авторов.
Можно надеяться, что в таком виде издание русского перевода книги будет полезным как для потребителей светолучевых осциллографов, так и для научных работников и инженеров, работающих над созданием новых, более совершенных моделей этих приборов.
Е. Борисевич
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора перевода ........ 3
Предисловие............. ''
ЧАСТЬ I
КОНСТРУКЦИЯ
Глава первая. Введение .......... И
1. Сущность осциллографии......... 11
2. Принцип действия светолучевого осциллографа ... 14
3. Основные понятия о технике записи ...... 16
Г пава вторая. Физические основы светолучевых осциллографов 17
4. Гальванометр............ 17
4-1. Принцип действия......... 17
4-2. Параметры и закон воспроизведения..... 20
4-3. .Определение соотношений некоторых параметров . 27
4-4. Успокоение........... 30
4-5. Осциллографирование мощности...... 40
4-6. Расширение диапазона измерений и согласование . 48
5. Оптика, обеспечивающая запись....... 64
5-1. Принцип действия.......... 64.
5-2. Экспозиция и толщина записи...... 67
5-3. Контрастность и четкость записи...... 73
5-4. Источники света.......... 75
5-5. Запись зависимости между двумя измеряемыми величинами............. 79
6. Визуальное наблюдение......... 81
6-1. Принцип действия......... 81
6-2. Неподвижные изображения на матовом стекле . . 83
6-3. Движущиеся изображения на матовом стекле . . 86
6-4. Измерение частоты......... 88
6-5. Устройство для наблюдения без развертки , 91
5
Глава третья. Общие и специальные узлы светолучевых осциллографов............. 92
7. Общие узлы светолучевых осциллографов .... 92
7-1. Запись . . .......... 92
7-2. Привод........... 99
7-3. Отметка времени.......... 105
7-4. Управляющие устройства....... Ю8 '
8. Исторический обзор.......... ИЗ
8-1. Петлевые и рамочные гальванометры ... . 113
8-2. Светолучевые гальванометры....... 118
9. Конструкции измерительную устройств . .... 120
9-1. Петлевые гальванометры....... . 121
9-2. Рамочные гальванометры........ 124
10. Современные светолучевые осциллографы .... 138 10-1. Применение светолучевых осциллографов . . . 139 '10-2. Демонстрационный светолучевой осциллограф Сименс— Гальске.......... 141
10-3. Переносный светолучевой осциллограф «Осциллопорт» 144
10-4. Многоканальный светолучевой «Осцилломат» . . 148 10-6. Стационарный светолучевой осциллограф «Осцил-
логранд»............ 154
10-6. Осциллограф «Осциллофил-16» с рамочными гальва-
. нометрами............ 160
10-7. Осциллограф «Осциллофил-6» с рамочными гальванометрами ............. 167
Глава четвертая. Измерения и их точность..... 172
11. Техника записи . .','.'.'...... 172
11-1. Подготовка к, работе........173
11-2. Пробное включение.........175
11-3. Выбор гальванометра........178
11-4. Запись измеряемых процессов......187
11-5. Процесс записи..........190
11-6. Краткий перечень операций при проведении записи
на «Осциллогранде» . . . . . . . . . 199
11-7. Неполадки при осциллографировании .... 199
12. Фототехника осциллографирования ... . . . 200
12-1. Проявление, прекращение проявления, фиксирование,
промывка и сушка фотобумаг и фотопленок . . . 202
12-2. Хранение фотоматериалов.......204
12-3. Приборы для проявления...... . . 205
13. Погрешности показаний светолучевых осциллографов . 214 13-1. Погрешности показаний измерительного устройства 215
13-2. Погрешности оптики......... 256
13-3. Погрешности записи, возникающие при протяжке
фотоленты и проявлении........ 266
14. Расшифровка осциллограмм........ 269
14-1. Способы расшифровки ........ 269
14-2 Пример расшифровки осциллограммы, приведенной
в п.. 11-5............. 275
14-3. Точность расшифровки...... . 279
ЧАСТЬ II
ПРИМЕНЕНИЕ СВЕТОЛУЧЕВЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ
15. Примеры применений светолучевых осциллографов в различных областях измерительной техники ..... 299
15-1. Введение............ 299
15-2 Измерение сил и давлений....... 303
15-3. Измерение крутящего момента...... 317
15-4. Измерение деформаций........ 321
15-5. Измерение механических колебаний .... 326
15-6. Измерение пути, скорости и ускорения .... 331
15-7. Измерение процессов регулирования .... 336 15-8. Измерение изменения магнитной индукции в воздушном зазоре двигателя постоянного тока при помощи
датчика э. д. с. Холла......... 342
15-9. Измерение напряжений и токов....... 344
15-10. Измерение неустановившихся процессов и времени
коммутации............. 355
ЧАСТЬ III ПРИЛОЖЕНИЯ
16. Таблицы.............363
Таблица 1. Формулы для определения чувствительности
к току S/' и напряжению Su" рамочного гальванометра, когда внешнее сопротивление Rm не соответствует значению сопротивления Кл, указанному в паспорте . 363
Таблица 2. Сводные технические данные петлевых гальванометров Сименс^Гальске . . . . . . . 365
Таблица 3. Петлевые гальванометры Сименс—Гальске для •измерения тока и напряжения . . ..... 366
Таблица 4. Петлевые гальванометры Сименс—Гальске для ' измерения мощности..........367
Таблица 5. Согласующие устройства . . . . . . 367
7
Таблица 6. Технические данные рамочных гальванометров
Сименс—Гальске...........368
Таблица 7. Эксплуатационные возможности осциллографа
«Осциллогранд»...........369
Таблица 8. Скорости фотоленты при барабанной и ленточной кассетах «Осциллогранд»......372
Таблица 9. Техника съемки «Осциллограндом» . . . 372 Таблица 10. Включение управляемых процессов «Осцил-
лог.рандом»............374
Таблица 11. Неполадки при осциллографировании и способы их устранения.......,. 374
Таблица 12. Статические погрешности гальванометров вследствие однородного магнитного поля в воздушном
зазоре (нормальный режим).......375
Таблица 13. Статические погрешности гальванометров вследствие однородного магнитного поля в воздушном зазоре (самое неблагоприятное расположение гальванометров в осциллографе).........376
Таблица 14. К выбору степени успокоения .... 376 Таблица 15. Масштаб изображения М в зависимости от отношения частот У. для различных степеней успокоения а............. . 377
Таблица 16. Степень успокоения а в зависимости от отношения частот к. для различных масштабов изображения М (значения М в диапазоне от 0,6 до 1,0) . . 378 Таблица 17. Степени успокоения а в зависимости от отношения частот У, для различных масштабов изображения М (значения М в диапазоне от 1,0 до 1,3) . . 379 Литература . ..........380
ДОПОЛНЕНИЕ
Советские светолучевые осциллографы...... 386
Введение.............. 386
Осциллографические гальванометры...... 389
Конструкции советских светолучевых осциллографов . . 397 Аппаратура для расшифровки и анализа осциллографических
записей............. 433
Технические данные советских осциллографических гальванометров и светолучевых осциллографов .... 448 Литература . ............ 454
ПРЕДИСЛОВИЕ
Шестьдесят лет прошло с тех пор, когда впервые родилась идея создания светолучевых осциллографов. Нужно было пройти длинный путь развития для достижения их современного состояния. Чтобы понять достигнутые результаты за эти шесть десятилетий, достаточно вспомнить характеристики измерительных устройств современных осциллографов: рамочный гальванометр имеет диаметр меньше карандаша и чувствительность к току 12 мм/мка-м. Зеркальце самого маленького гальванометра имеет площадь всего '/4 мм2. Таким образом, из одного квадратного сантиметра тонкого зеркального стекла может быть изготовлено 400 таких зеркалец. Для рамки этого гальванометра применяют провод диаметром 13 мк, поперечное сечение которого в 7 раз меньше самого тонкого женского волоса.
Если представить себе, что в съемочной камере осциллографа фотолента большой длины выстреливается (протягивается) перед освещаемой щелью со скоростью до 50 км/ч, то можно понять, каким совершенным прибором в технике точных механизмов является современный светолучевой осциллограф.
Вместе с тем может быть поставлен вопрос — не могут ли в настоящее время электронно-лучевые осциллографы вытеснить светолучевые осциллографы? Для ответа на этот вопрос можно сослаться на эксплуатационные свойства светолучевых осциллографов, а именно: свободное от потенциала подключение гальванометра к измерительной схеме, почти любая развертка кривой на осциллограмме, возможность градуировки отклонений перед измерением и постоянная готовность к записи.
Решение вопроса о том, какой из двух осциллографов должен быть применен, должно всегда зависеть от
9
Цена: 300руб.
