Kỹ thuật đo lường điện - Chương 7

Môn học kỹ thuật đo lường trình bày các kiến thức về kỹ thuật đo dùng trong ngành điện hiện nay. Giới thiệu những phép đo cơ bản để ứng dụng cho các ngành sản xuất công nghiệp. Kỹ thuật Đo l

Chương 7MÁY HIỆN SÓNG7.1. Khái niệm chung.Máy hiện sóng là phương tiện đo lường vạn năng dùng để quan sát dạng tín hiệu và đo các thông số của tín hiệu.Trong khoa học và trong kỹ thuật xãy ra nhiều quá trình vật lý khác nhau, chúng thường biến đổi theo thời gian. Việc nghiên cứu các quá trình vật lý đó hết sức quan trọng. Máy hiện sóng là một công cụ đắc lực, giúp ta nghiên cứu, quan sát được rất nhiều quá trình vật lý khác nhau biến đổi theo thời gian.Hiện nay, sản xuất công nghiệp phát triển với tốc độ cao, xuất hiện nhiều quá trình công nghệ phức tạp thì máy hiện sóng cũng là phương tiện không thể thiếu được để quan sát và theo dõi các quá trình công nghệ đó.Trong lĩnh vực điện tử, tin học và viễn thông máy hiện sóng được sử dụng rất rộng rãi. Nó được dùng như là một phương tiện đo vạn năng trong nghiên cứu sản xuất và trong khai thác các thiết bị điện tử, tin học và viễn thông. Máy hiện sóng được dùng chủ yếu để quan sát tín hiệu, đo các tham số của tín hiệu như điện áp, tần số, pha, độ méo, độ sâu điều chế v.v .Máy hiện sóng được phân loại tuỳ theo nguyên lý hoạt động là máy hiện sóng điện cơ hay là máy hiện sóng điện tử. Máy hiện sóng điện cơ là máy hiện sóng với bộ chuyển đổi cơ học, còn máy hiện sóng điện tử sử dụng ống tia điện tử . Máy hiện sóng điện cơ vì độ nhạy nhỏ, độ tin cậy kém, dải tần thấp nên ít được dùng. Hiện nay trong kỹ thuật đo lường vô tuyến điện người ta chỉ dùng Máy hiện sóng điện tử. Máy hiện sóng điện tử được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Tuỳ theo số lượng tia điện tử người ta phân biệt Máy hiện sóng một tia, Máy hiện sóng hai tia và Máy hiện sóng nhiều tia. Tuỳ theo độ lưu ảnh trên màn huỳnh quang, người ta phân biệt Máy hiện sóng không lưu ảnh (với thời gian lưu ảnh nhỏ hơn 0,1s) và Máy hiện sóng lưu ảnh (với thời gian lưu ảnh từ 0,1s trở lên). Tuỳ theo chức năng, người ta phân biệt Máy hiện sóng thông dụng và Máy hiện sóng chuyên dụng (chỉ sử dụng trong những lĩnh vực đặc biệt theo một mục đích đã đề ra khi chế tạo). Tuỳ theo trường điều khiển tia điện tử, phân biệt Máy hiện sóng điều khiển bằng điện trường và máy hiện sóng điều khiển bằng từ trường. Việc điều khiển bằng từ trường có nhược điểm là công suất tiêu thụ lớn, gây nhiễu và chịu ảnh hưởng của nhiễu, kết cấu cồng kềnh nên ngày nay hầu như không được sử dụng.Với sự phát triển mạnh của kỹ thuật số trong những năm gần đây người ta đã chế tạo các máy hiện sóng trong đó sử dụng nguyên lý biến đổi tín hiệu từ liên tục sang dạng số, cất giữ vào bộ nhớ, sau đó biến đổi ngược từ dạng số về dạng tín hiệu liên tục. Các máy hiện sóng loại này được gọi là máy hiện sóng số hay máy hiện sóng có nhớ.Ở chương này chúng ta chủ yếu nghiên cứu loại máy hiện sóng một tia điều khiển bằng điện trường vì đây là loại máy hiện sóng thông dụng nhất.125 7.2. Nguyên lý xây dựng máy hiện sóng.7.2.1. Đèn ống tia điện tử.a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Bộ phận chủ yếu của máy hiện sóng là ống tia điện tử. Nó thực hiện chức năng vẽ dạng tín hiệu trong máy hiện sóng. Trên hình 7.1 mô tả cấu tạo ống tia điện tử điều khiển bằng điện trường. Ống tia điện tử là một ống thuỷ tinh chúa chân không (rút hết không khí) bên trong có chứa các điện cực sắp xếp theo một qui luật nhất định.Về cấu tạo có thể coi ống tia điện tử gồm ba phần cơ bản: súng điện tử, bộ phận làm lệch, màn huỳnh quang.Phần thứ nhất gọi là súng điện tử, có tác dụng tạo ra chùm tia điện tử nhỏ, bắn tới màn huỳnh quang và làm phát sáng ở màn huỳnh quang. Súng điện tử gồm: sợi đốt S, Katốt K, lưới điều chế L, các Anốt 1 (A1) và anốt 2 (A2). Khi katốt K bị nung nóng bởi sợi đốt S nó sẽ phát xạ điện tử và trên bề mặt của nó sẽ xuất hiện một lớp mây điện tử. Dưới tác dụng của điện thế dương so với katốt trên các anốt A1 (khoảng 300V đến 500V) và anốt A2 (khoảng 1, 5KV đến 2KV) các điện tử sẽ bị hút về phía màn ảnh M. Khi đi qua điện trường giữa lưới L và anốt A1 (L-A1) và điện trường giữa anốt A1 anốt A2 (A1-A2) các điện tử này được hội tụ lại thành một tia mảnh. Các điện trường nói trên đóng vai trò như một thấu kính điện tử để hôi tụ tia điện tử. Trong đó vai trò của điện trường giữa anốt A1và anốt A2 là quan trọng hơn cả. Vì vậy người ta dùng nó để thay đổi độ hội tụ, cụ thể là thay đổi điện thế trên anốt A1 nhờ chiết áp R2 còn anốt A2 nối đất hoặc đồng thời thay đổi điện thế trên cả anốt A1 và anốt A2. Cách thứ nhất đơn giản hơn và tránh được ảnh hưởng của điện thế A2 tới trường điều khiển của hệ thống làm lệch. Núm chiết 126KL A1A2YKXA3CR1R2Y XHình 7.1. Cấu tạo Ống tia điện tử_ áp R2 được đưa tới mặt máy với ký hiệu “ độ hội tụ”.Thay đổi điện thế trên anốt A1 sẽ thay đổi độ hội tụ của chùm tia điện tử nên anốt này được gọi là anốt hội tụ. Thay đổi điện thế trên anôt A2 sẽ thay đổi tốc độ của chùm tia điện tử nên anốt A2 được gọi là anốt tăng tốc. Tuy nhiên, việc thay đổi điện thế trên anốt A2 làm ảnh hưởng tới độ nhạy của ống tia điện tử nên trong thực tế không thay đổi điện thế trên anốt A2.Để điều chỉnh độ sáng thì hoặc phải thay đổi vận tốc của chùm tia điện tử (nghĩa là thay đổi động năng làm phát sáng lớp huỳnh quang), hoặc phải thay đổi mật độ điện tử trong chùm tia. Muốn thay đổi vận tốc điện tử phải thay đổi điện thế trên các anốt mà chủ yếu là các anốt A1 và A2 , nhưng điều đó ngoài ảnh hưởng tới độ nhạy của ống tia điện tử, còn ảnh hưởng rất lớn tới độ hội tụ nữa. Do vậy, thông thường người ta điều chỉnh độ sáng của hình ảnh bằng thay đổi mật độ chùm tia điện tử nhờ thay đổi điện thế trên lưới điều chế L. Vì lưới điều chế ở ngay sát Katốt K nên chỉ cần một sự thay đổi rất nhỏ điện thế âm (thường từ 0 đến 100V) trên nó, cũng làm thay đổi rất lớn mật độ của chùm tia điện tử bay tới màn. Điện thế trên lưới điều chế L được thay đổi nhờ chiết áp R1, chiết áp này được đưa ra mặt máy ký hiệu là “độ sáng”.Như vậy, nhờ “súng điện tử” đã tạo ra được một chùm tia điện tử có thể điều chỉnh để chùm tia điện tử đó hội tụ tại một điểm trên màn huỳnh quang của đèn ống tia điện tử và do điều chỉnh được mật độ điện tử trong chùm tia nên có thể điều chỉnh được độ sáng của hình ảnh trên màn của đèn ống tia điện tử.Phần thứ hai là hệ thống làm lệch tia điện tử theo chiều thẳng đứng và nằm ngang. Hệ thống làm lệch này gồm hai cặp phiến làm lệch đặt lần lượt trước sau và vuông góc với nhau bao quanh trục ống. Một cặp theo phương thẳng đứng gọi là cặp phiến làm lệch Y, một cặp theo phương nằm ngang gọi là cặp phiến làm lệch X ( xem hình 7.1). Hai cặp phiến lệch đứng và lệch ngang tạo ra hai trường tĩnh điện điều khiển tia điện tử theo trục đứng và trục ngang.Nếu trên một cặp phiến làm lệch có đặt một điện áp (gọi là điện áp điều khiển) thì khoảng không gian giữa chúng tạo thành một điện trường. Khi điện tử đi qua giữa hai phiến, do bị tác dụng của điện trường này mà nó bị thay đổi quĩ đạo chuyển động. Khoảng cách lệch của điểm sáng do chùm tia tạo nên trên màn so với vị trí ban đầu phụ thuộc vào cường độ điện trường và thời gian bay của điện tử qua khoảng không gian giữa hai phiến. Vì tác dụng của hai cặp phiến làm lệch là như nhau nên ta xét cặp phiến Y làm ví dụ. Điện áp điều khiển đặt lên cặp phiến lệch đứng là Uy . Điện áp Uy gây ra một điện trường trong cặp phiến Y. Cường độ điện trường càng lớn, cũng như thời gian bay càng lâu thì độ lệch của quĩ đạo càng tăng.127 b) Độ nhạy của ống tia điện tử và máy hiện sóng.Cường độ điện trường tỉ lệ với điện áp điều khiển Uy đặt lên cặp phiến làm lệch Y và tỉ lệ nghịch với khoảng cách 2 phiến dy (xem hình 7.2). Thời gian bay của điện tử qua khoảng giữa hai phiến làm lệch tỷ lệ nghịch với độ dài của phiến ly và tỷ lệ nghịch với tốc độ của điện tử. Tốc độ của chùm tia điện tử lại tỷ lệ với điện áp trên anốt A2 .Ngoài ra chúng ta còn thấy độ lệch của tia điện tử tỷ lệ với khoảng cách Ly là khoảng cách từ điểm giữa của phiến lệch tới màn. Do vậy độ lệch theo trục đứng Y của tia điện tử dưới tác dụng của điện áp điều khiển Uy trên phiến làm lệch đứng xác định theo công thức sau: 22AYYYYUdLlUY= (7.1)Ở đây, Y là độ lêch của điểm sáng trên màn theo trục Y được tính ra mm, ly là chiều dài của phiến tính ra mm, dy là khoảng cách giữa hai phiến làm lệch tính ra mm, UA2 là điện áp trên Anốt 2, Ly là khoảng cách từ điểm giữa của phiến lệch tới màn.Từ đó ta xác định được độ nhạy của ống tia điện tử như sau: 202AYYYYYUdLlUYS== (7.2)Công thức trên là độ nhạy của ống tia điện tử theo trục Y. Đối với trục X ta cũng có độ nhạy tương tự: 202AXXXXXUdLlUXS== (7.3)Độ nhạy của ống tia điện tử chính là độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn với một đơn vị điện áp điều khiển đặt lên phiến làm lệch. Thông thường độ nhạy của ống tia điện tử nhỏ hơn 0,1 mm/V. Để đảm bảo độ nhạy cần thiết thì điện áp UA2 không được chọn lớn. Nhưng như vậy động năng của điện tử không đảm bảo phát sáng màn. Để khắc phục tình trạng này, ngươì ta đưa 128Hình 7.2. Tia điện tử qua cặp phiến làm lệch YUylydyLyYUA2 thêm một Anốt A3 nũa vào phía sau của hai cặp phiến lệch và gần sát với màn M. Điện áp Anốt này khá cao (thường từ 10-12 KV). Anốt này thực chất là một lớp than chì dẫn điện được quét lên bề mặt trong xung quanh thành ống tia điện tử gần màn huỳnh quang. Nhờ điện trường của Anốt A3 điện tử được gia tốc thêm sau khi qua trường làm lệch mà không ảnh hưởng tới độ nhạy của đèn ống tia điện tử. Ngoài tác dụng gia tốc cho chùm tia điện tử nó còn có tác dụng thu nhận các điện tử phát xạ thứ cấp từ màn huỳnh quang do va đập của tia điện tử với động năng lớn.Phần thứ ba là màn ảnh M của đèn (xem hình 7.1) màn ảnh là một lớp huỳnh quang được phủ lên lớp đáy của đèn. Mầu sắc và độ lưu ảnh phụ thuộc vào chất huỳnh quang khác nhau phủ lên màn. Khi có điện tử đập vào màn huỳnh quang tại điểm nào đó điểm đó sẽ phát sáng.Trong máy hiện sóng, các điện áp từ đầu vào trước khi đưa tới các cặp phiến làm lệch có giá trị nhỏ và đi qua các tuyến lệch đứng và lêch ngang. Để tăng độ nhạy của máy hiện sóng ở các tuyến lệch đứng và lệch ngang thường có các bộ khuyếch đại để khuếch đại tín hiệu. Vì vậy, độ nhạy chung của máy hiện sóng ngoài sự phụ thuộc vào độ nhạy của ống tia điện tử, còn phụ thuộc vào hệ số khuếch đại của các bộ khuếch đại.Khái niệm độ nhạy của máy hiện sóng được định nghĩa là độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn dưới tác dụng của một đơn vị điện áp đưa đến đầu vào của máy. Độ nhạy của máy hiện sóng được ký hiệu là Sy và Sx tương ứng với hai trục toạ độ XOY:Sy = Ky. Soy (7.4)Sx = Kx. SoxVới Ky và Kx là hệ số khuyếch đại tuyến lệch đứng (Y) và tuyến lệch ngang (X).Như vậy nếu Uy và Ux là các điện áp đưa tới đầu vào của máy hiện sóng thì dịch chuyển theo hai trục đứng và ngang sẽ là:Y = SyUy (7.5) X = Sx UxTrong đó X là chuyển dịch của điểm sáng theo trục X trên màn của máy hiện sóng khi điện áp đặt vào đầu vào X là Ux. Còn Y là chuyển dịch của điểm sáng theo trục Y trên màn của máy hiện sóng khi điện áp đặt vào đầu vào Y là Uy.7.2.2. Nguyên lý quét trong máy hiện sónga) Nguyên lý tạo ảnh trên màn máy hiện sóngMuốn tạo được ảnh trên màn của máy hiện sóng chúng ta phải thực hiện một nguyên lý không thể thiếu được là điều khiển đồng thời tia điện tử theo hai trục: trục thẳng đứng và trục nằm ngang. Điều này có nghĩa là đồng thời phải đưa vào đèn ống tia điện tử 2 điện áp điều khiển Uy và Ux.Điện trường của hai cặp phiến làm lệch (lệch đứng và lệch ngang) đồng thời tác động lên tia điện tử, làm tia chuyển động và vẽ nên hình ảnh trên màn huỳnh quang.129 Trong trường hợp tổng quát các điện áp Ux và Uy có thể có dạng bất kỳ. Khi đó hình ảnh nhận được trên màn huỳnh quang cũng có dạng bất kỳ. Tuy nhiên, chúng ta xét một trường hợp đặc biệt, nhưng lại rất phù hợp với thực tế và rất hay sử dụng đó là điện áp điều khiển đặt lên phiến X, điện áp Ux không phải là điện áp bất kỳ mà có dạng tuyến tính theo thời gian. Ux = a . t (7.6)Điện áp điều khiển Ux trong trường hợp này gọi là điện áp quét. Còn điện áp muốn vẽ lại dạng của nó trên màn của máy hiện sóng (gọi là điện áp cần quan sát Uy) ta đưa vào phiến làm lệch y. Ta xét trường hợp điển hình là điện áp cần quan tâm là điện áp hình sin dạng: tUUmYωsin= (7.7)130X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X80tY0012345678tXY213Y1 Y2 Y3 Y5 Y6 Y7 1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8XHình 7.3. Tạo ảnh tín hiệu trên màn của máy hiện sóng Từ đó ta có: tUSYmYωsin= taSXX.= (7.8)Hệ phương trình trên dễ dàng đưa về dạng chính tắc: XYYmΩ=sin (7.9)với mYmUSY= và aSX.ω=ΩPhương trình (7.9) chính là phương trình chuyển động của điểm sáng trên màn của máy hiện sóng theo hệ trục YOX. Đường cong có dạng trùng với dạng tín hiệu UY cần quan sát.Chúng ta cũng có thể giải thích một cách trực quan hơn việc tạo ảnh tín hiệu trên màn của máy hiện sóng bằng phương pháp điều khiển chuyển động của điểm sáng trên màn dưới tác động của điện áp điều khiển UY và Ux (xem hình 7.3).Dựa vào công thức 7.5 có thể vẽ được chuyển dịch của điểm sáng theo trục đứng Y và theo trục ngang X phụ thuộc vào thời gian t, và từ quan hệ X (t) và Y (t) dễ dàng nhận thấy quá trình vẽ lại ảnh của tín hiệu cần quan sát trên màn của máy hiện sóng (xem hình 7.3).131Hình 7.4. Biểu đồ thời gian của điện áp quét TthTngtttUxUtTqa)00Uxb)c) Ta nhận thấy khi ∞→t thì điện áp Ux ∞→ điểm sáng chuyển dịch theo trục X và lệch ra ngoài màn. Nhưng trong thực tế chúng ta lại cần sau khi điểm sáng chuyển dịch tới rìa màn cần trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục chu kỳ chuyển dịch mới. Quá trình chuyển dịch điểm sáng như vậy được gọi là “quét” và điện áp Ux gọi là điện áp quét. Điện áp quét có dạng như hình 7.4a gọi là điện áp quét răng cưa và là điện áp quét lý tưởng, nghĩa là sau khi đạt giá trị cực đại Um (tương ứng với Xm ở rìa màn ảnh), có thể tức khắc đột biến bằng 0 để lại bắt đầu tăng theo một chu trình mới. Trong thực tế, điện áp quét có dạng như hình 7.4b, nghĩa là để trở về 0 điện áp Ux cần có một thời gian hữu hạn Tng nào đó gọi là thời gian quét ngược. Như vậy, chu kỳ quét sẽ bằng tổng thời gian quét thuận và thời gian quét ngược. Tq = Tth + TngDo tồn tại thời gian quét ngược nên điểm sáng chuyển ngược từ phải qua trái màn vẽ nên một đường mờ không cần thiết như hình 7.5.Để loại trừ hiện tượng này, cần phải làm sao cho tỷ số Tth / Tng càng lớn càng tốt.Tuy nhiên, dù thế nào đi nữa cũng vẫn ảnh hưởng tới chất lượng của ảnh, do đó người ta áp dụng một phương pháp để khử hoàn toàn ảnh hưởng của Tng là tạo ra một xung âm trong thời gian Tng để đưa vào lưới điều chế L của ống tia điện tử (xem hình 7.4c).Cũng cần lưu ý một điều là, nếu điện áp quét do một nguyên nhân nào đó không hoàn toàn tuyến tính thì hình ảnh nhận được của tín hiệu hình sin cần quan sát trên màn của máy hiện sóng sẽ bị méo dạng.Như vậy chúng ta thấy rằng muốn quan sát được dạng tín hiệu ta phải đưa tín hiệu đó vào phiến làm lệch Y còn phiến làm lệch X đưa vào điện áp hình răng cưa, điện áp đó là điện áp quét (Uq = Ux).b) Các chế độ quét trong máy hiện sóngTrong trường hợp vừa xét, vì điện áp có dạng đường thẳng nên gọi là quét đường thẳng. Trong trường hợp chung điện áp quét có thể có dạng bất kỳ Ux = y(t). khi đó hình ảnh nhận được gọi chung là hình Lissajou và cũng có 132Hình 7.5. Hình ảnh tín hiệu do thời gian quét ngược. dạng bất kỳ. Trong thực tế ngoài điện áp răng cưa ra chúng ta còn gặp điện áp quét có dạng hình sin nên còn gọi là quét sin.Trong trường hợp quét thẳng, nếu Ux có dạng răng cưa liên tục (xem hình 7.4) người ta gọi là quét liên tục (còn gọi là quét tự động). Nếu các điện áp răng cưa đó không liên tục mà gián đoạn (như hình 7.6) người ta gọi là quét đợi, vì mỗi điện áp răng cưa chỉ xuất hiện khi có xung kích thích còn sau đó là thời gian đợi Tđ tới xung tiếp theo. Quét đợi sử dụng khi cần nghiên cứu các tín hiệu xung tuần hoàn có độ “hổng” rất lớn 〉 〉=2τYTH(xem hình 7.6a) hoặc dãy xung không tuần hoàn như hình 7.7a.Khi tín hiệu cần nghiên cứu là dãy xung tuần hoàn có độ hỗng lớn, nếu thực hiện quét liên tục có thể xãy ra hai trường hợp:Trường hợp thứ nhất, khi chu kỳ quét bằng chu kỳ lặp lại của tín hiệu Tq = Ty thì trên màn ảnh sẽ nhận được xung rất hẹp và hầu như không thể phân biệt đước sườn xung. (xem hình 7.6e). Trong nhiều trường hợp chỉ nhận 133Hình 7.6. Tín hiệu xung tuần hoàn có độ “hổng” rất lớnTdUYUXUXUXTq=TyH = Ty/τ >>2d)tT = τtttc)b)a)τTye)g)h) được chấm sáng của đỉnh xung mà thôi. Kết quả là không thể quan sát đầy đủ dạng của xung.Trường hợp thứ hai, khi chu kỳ quét Tq = τ thì trên màn ảnh sẽ nhận được ảnh xung đủ lớn nhưng rất mờ trên nền của một vệt sáng đậm phía dưới (xem hình 7.6g). Lý do là vì trong suốt chu kỳ lặp lại của xung, tia điện tử chỉ vẽ ảnh xung có một lần, còn sau đó dưới tác dụng của điện áp quét tia điện tử sẽ vẽ đi vẽ lại nhiều lần đường Y = 0 (ứng với Uy = 0) do đó tạo nên một đường đậm lấn át của xung. Kết quả là ảnh của xung bị mờ đi, rất khó quan sát.Như vậy, với dẫy xung cần nghiên cứu có độ hổng lớn ta không thể quan sát tốt bằng cách quét liên tục được, mà phải thực hiện quét đợi. Điện áp quét đợi (hình 7.6d) có thời gian quét bằng hoặc lớn hơn một chút độ rộng của xung và khi nào có xung cần quan sát lúc đó mới có điện áp quét, thời gian còn lại là thời gian đợi. Chính vì thế mà ảnh xung nhận được giống như trường hợp trước nhưng đường sáng đậm bên dưới không còn nữa. Ảnh nhận được rõ ràng và có thể quan sát được đầy đủ dạng của xung (xem hình 7.6 h).Nếu dẫy xung cần nghiên cứu là dẫy xung không tuần hoàn với độ rộng xung không thay đổi (xem hình 7.7a) thì không thể thực hiện quét liên tục như hình 7.7b được, vì lúc này ảnh hoàn toàn rối loạn (xem hình 7.7đ). Ở đây buộc phải thực hiện quét đợi thì mới quan sát được dạng xung một cách bình thường được (xem hình 7.7c và 7.7e). 7.2.3. Nguyên lý đồng bộ trong máy hiện sóng.134ta)Uxe)ttUxUyb)c)τđ)Hình 7.7. Tín hiệu xung không tuần hoàn [...]... Thanh Chung. Dụng cụ đo điện xách tay. NXB . Đại học và THCN - 19 87. 2. PGS. Vũ Quý Điềm. Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử. NXB Khoa học và Kỹ thuật - 2006 3. PGS-TS . Phạm Thượng Hàn. Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý. NXB Giáo dục - 19 97. 4. Nguyễn Văn Hịa. Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không điện. NXB Giáo dục - 2003. 5. Nguyễn Ngọc Tân – Ngô Văn Ky. Kỹ thuật đo. NXB Đại học Quốc... đo. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh - 2005. 6. Cơ sở kỹ thuật đo lường điện và vô tuyến điện. Học viện kỹ thuật quân sự - 1998. 7. David A-Bell. Electronic instrumentation and measurements (Dụng cụ và đo lường điện tử). Nguyễn Hữu Ngọc dịch - NXB Khoa học và kỹ thuật - 1994. 160 e) Qui trình hoạt động - Thao tác với một đường tín hiệu. + Hiển thị dịng điện xoay chiều. Với máy hiện sóng đã được... độ rộng xung khơng thay đổi (xem hình 7. 7a) thì khơng thể thực hiện quét liên tục như hình 7. 7b được, vì lúc này ảnh hồn tồn rối loạn (xem hình 7. 7đ). Ở đây buộc phải thực hiện quét đợi thì mới quan sát được dạng xung một cách bình thường được (xem hình 7. 7c và 7. 7e). 7. 2.3. Nguyên lý đồng bộ trong máy hiện sóng. 134 t a) U x e) t t U x U y b) c) τ đ) Hình 7. 7. Tín hiệu xung khơng tuần hồn thay... hoạt động là máy hiện sóng điện cơ hay là máy hiện sóng điện tử. Máy hiện sóng điện cơ là máy hiện sóng với bộ chuyển đổi cơ học, cịn máy hiện sóng điện tử sử dụng ống tia điện tử . Máy hiện sóng điện cơ vì độ nhạy nhỏ, độ tin cậy kém, dải tần thấp nên ít được dùng. Hiện nay trong kỹ thuật đo lường vô tuyến điện người ta chỉ dùng Máy hiện sóng điện tử. Máy hiện sóng điện tử được phân loại theo... điện áp U A2 khơng được chọn lớn. Nhưng như vậy động năng của điện tử không đảm bảo phát sáng màn. Để khắc phục tình trạng này, ngươì ta đưa 128 Hình 7. 2. Tia điện tử qua cặp phiến làm lệch Y U y l y d y L y Y U A2 Chương 7 MÁY HIỆN SĨNG 7. 1. Khái niệm chung. Máy hiện sóng là phương tiện đo lường vạn năng dùng để quan sát dạng tín hiệu và đo các thơng số của tín hiệu. Trong khoa học và trong kỹ. .. (7. 7) 130 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 0 t Y 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t X Y 2 1 3 Y 1 Y 2 Y 3 Y 5 Y 6 Y 7 1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 X Hình 7. 3. Tạo ảnh tín hiệu trên màn của máy hiện sóng Từ đó ta có: tUSY mY ω sin = taSX X . = (7. 8) Hệ phương trình trên dễ dàng đưa về dạng chính tắc: XYY m Ω= sin (7. 9) với mYm USY = và aS X . ω =Ω Phương trình (7. 9)... trục ngang. - Làm việc ở chế độ X-Y: Máy hiện sóng khơng chỉ làm việc với một chương trình định sẵn mà có thể làm việc ở chế độ X-Y. Với chế độ làm việc X-Y, tín hiệu đầu vào CH1 ứng với trục Y còn đầu vào CH2 ứng với trục X và làm việc theo kiểu Lissajous. Nó cho phép tìm ra sự khác pha giữa hai tín hiệu và tỷ lệ tần số của chúng. 7. 5. Ứng dụng máy hiện sóng đo các đại lượng. 7. 5.1. Đo điện áp và... mây điện tử. Dưới tác dụng của điện thế dương so với katốt trên các anốt A 1 (khoảng 300V đến 500V) và anốt A 2 (khoảng 1, 5KV đến 2KV) các điện tử sẽ bị hút về phía màn ảnh M. Khi đi qua điện trường giữa lưới L và anốt A 1 (L-A 1 ) và điện trường giữa anốt A 1 anốt A 2 (A 1 -A 2 ) các điện tử này được hội tụ lại thành một tia mảnh. Các điện trường nói trên đóng vai trị như một thấu kính điện. .. đó là điện áp điều khiển đặt lên phiến X, điện áp U x không phải là điện áp bất kỳ mà có dạng tuyến tính theo thời gian. U x = a . t (7. 6) Điện áp điều khiển U x trong trường hợp này gọi là điện áp quét. Còn điện áp muốn vẽ lại dạng của nó trên màn của máy hiện sóng (gọi là điện áp cần quan sát U y ) ta đưa vào phiến làm lệch y. Ta xét trường hợp điển hình là điện áp cần quan tâm là điện áp... Ứng dụng máy hiện sóng đo các đại lượng. 7. 5.1. Đo điện áp và tần số của tín hiệu. Để đo điện áp trước hết ta đưa điện áp chuẩn vào quan sát độ lệch của tia điện tử ứng với điện áp chuẩn và xác định độ nhạy S V = số vạch / độ lớn của điện áp chuẩn. Sau đó đưa điện áp cần đo vào kênh Y. Quan sát biên độ của tín hiệu đo ta tính độ lớn L y . 154 được chấm sáng của đỉnh xung mà thôi. Kết quả là không . điện cơ vì độ nhạy nhỏ, độ tin cậy kém, dải tần thấp nên ít được dùng. Hiện nay trong kỹ thuật đo lường vô tuyến điện người ta chỉ dùng Máy hiện sóng điện. cách bình thường được (xem hình 7. 7c và 7. 7e). 7. 2.3. Nguyên lý đồng bộ trong máy hiện sóng.134ta)Uxe)ttUxUyb)c)τđ)Hình 7. 7. Tín hiệu xung không tuần hoàn