光線(xiàn)示波器概述和工作原理
光線(xiàn)示波器是一種常用的模擬式記錄器，主要用于模擬量數據的記錄，它將信號調整儀輸入的電信號轉換為光信號并記錄在感光紙或膠片上，從而得到試驗變量與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。如下圖所示為SC-16型光線(xiàn)示波器的外形圖。 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計|

　　圖 SC-1 6型光線(xiàn)示波器的外形
　　光線(xiàn)示波器是依據磁電式原理工作，并以感光方式記錄測量結果，它的記錄方式主要有三種：白熾光顯定影記錄、紫外光直接記錄和白熾光直接記錄。
　　白熾光顯定影記錄采用普通照明燈作光源，把信號記錄在膠卷或照相感光紙上，然后在暗室里顯、定影。紫外光直接記錄采用超高壓水銀燈作光源，用它產(chǎn)生的紫外光把信號記錄在紫外線(xiàn)感光紙上，經(jīng)過(guò)二次曝光即顯示波形。白熾光苴接記錄采用高效白熾燈作光源，把信號記錄在涂有特種感光乳劑的記錄紙上，經(jīng)過(guò)二次曝光后，顯出被測信號波形。
　　光線(xiàn)示波器具有以下特點(diǎn)。
　�、儆捎诠饩�(xiàn)示波器采用光學(xué)放大系統，使用高質(zhì)量磁系統及高靈敏度的振動(dòng)子，因此可獲得很高的靈敏度。
　�、趧�(dòng)圈式振動(dòng)子的自振頻率可高達上萬(wàn)赫茲，因此記錄信號的頻率可達數千赫茲，是筆式記錄儀的十幾倍。
　�、勰芡瑫r(shí)記錄多個(gè)信號，光線(xiàn)不會(huì )相互干擾、碰撞，可實(shí)現交叉記錄，能最大限度地利用記錄紙。
　�、苁褂谜{整方面能夠得到曲線(xiàn)形式的資料，并且直觀(guān)性好。
　　光線(xiàn)示波器的不足之處主要有以下三個(gè)方面。
　�、俟ぷ黝l率還不夠寬。
　�、谟涗浀那�線(xiàn)不能利用數字分析儀器或計算機進(jìn)行處理。
　�、鄹泄庥涗浖垉r(jià)格較貴，且不能重復使用。
光線(xiàn)示波器（記錄儀）的內部結構示意圖見(jiàn)圖1，它由振動(dòng)子與磁系統、光源與光學(xué)系統、傳動(dòng)部分、拍攝儲紙部分、控制部分、時(shí)標發(fā)生電路和電源等幾部分組成。紫外線(xiàn)示波器工作原理如圖2所示，接上被測信號后，振動(dòng)子里將有電流流過(guò)，在永久磁鐵磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生偏轉。與此同時(shí)，光源發(fā)出的紫外光照射到反射鏡上并受到反射。振動(dòng)子的偏轉越大，光線(xiàn)的反射角也越大。反射的紫外光照到紫外線(xiàn)感光紙上，在其上面形成一條隨偏轉角（對應被測信號）變化的軌跡，當然，感光紙應以一定的速度向前移動(dòng)。

數字熒光示波器DPO4054

數字熒光示波器DPO4104

TDS3000B系列數字熒光示波器

數字熒光示波器TDS3054B

數字熒光示波器TDS3052B

　　圖1 光線(xiàn)示波器的內部結構示意圖
　　1—拍攝儲紙部分；2一控制部分；3一傳動(dòng)部分；4—光源部分；5一振動(dòng)子；6一磁系統；7一電源部分；8一記錄紙；9一晶體管時(shí)標；10—變速器；11一電機


　　圖2 紫外線(xiàn)示波器工作原理圖
　　圖3示出的是紫外線(xiàn)示波器內部一種光學(xué)系統的結構簡(jiǎn)圖。從光源1發(fā)出的光線(xiàn)，經(jīng)圓柱面聚光鏡2會(huì )聚，由反射鏡3反射后使光線(xiàn)呈水平狹長(cháng)的光帶聚焦于振動(dòng)子上，經(jīng)振動(dòng)子透鏡喹聚焦和振動(dòng)子反射鏡5反射，使光線(xiàn)呈細長(cháng)的豎直光帶，再經(jīng)可變光欄6投向拍攝圓柱面透鏡7，由其將光線(xiàn)會(huì )聚成很小的光點(diǎn)投到感光紙8上，進(jìn)行感光記錄。

　　圖3 紫外線(xiàn)示波器光學(xué)系統的結構簡(jiǎn)圖
　　1一光源；2—聚光鏡，3，10一反射鏡；4一振動(dòng)子透鏡；5一振動(dòng)子反射鏡；6一可變光欄；7一透鏡；8一感光紙；9一觀(guān)察窗
　　光點(diǎn)在感光紙上的位置和振幅，可通過(guò)紅色有機玻璃觀(guān)察窗9和反射鏡10來(lái)進(jìn)行觀(guān)察。
　　除了記錄輸入電壓（電流）的軌跡之外，這種記錄儀還能記錄下面所述的線(xiàn)或標志。
　�。�1）格子線(xiàn) 即沿著(zhù)記錄紙長(cháng)度的格子線(xiàn)，它由光源發(fā)出的紫外光穿過(guò)“格柵”照到記錄紙上而產(chǎn)生。
　�。�2）定時(shí)線(xiàn) 這些線(xiàn)橫跨記錄紙，或者僅僅投射在紙的邊緣。這些線(xiàn)由內部已知頻率的電源激勵產(chǎn)生或由外部電源激勵產(chǎn)生。
　�。�3）軌跡識別標志 這種記錄儀能同時(shí)記錄幾十個(gè)被測信號，每個(gè)被測信號能產(chǎn)生峰／峰值為幾十毫米，甚至100mm的軌跡。這些軌跡將在幾百毫米寬的記錄紙上相互重疊，為了簡(jiǎn)化識別過(guò)程，必須作出軌跡識別標志。一種簡(jiǎn)單的方法是依次瞬息間斷每條軌跡（依次遮斷反射光）。感光紙得到的記錄可用下述方法處理。
　�、儆霉怙@影。即接受附加的紫外光作用10～40s（時(shí)間的長(cháng)短依賴(lài)紫外光的能級），軌跡即可出現。只要它不過(guò)度受紫外光輻射，這種記錄能在相當長(cháng)時(shí)間里保持可用狀態(tài)。
　�、陂L(cháng)期保存處理。這是類(lèi)似正常相片的顯影過(guò)程，即化學(xué)顯影和定影過(guò)程。為了得到最好的結果，有些記錄紙需要在作這種處理之前先經(jīng)光顯影；而有些記錄紙要避免附加的紫外光曝光，才能有更好的效果。因此，對特定記錄紙的說(shuō)明不能用于所有的記錄紙。
　�、蹚椭�。用光顯影得到良好對比度的記錄可以多次復制。不過(guò)，由于紫外光的額外曝光，原記錄會(huì )很快損壞。