44) Поясните устройство и принцип действия электронн-лучевой трубки осцылографа.

Одним из основных узлов осциллографа является электронно-лучевая трубка. Она представляет собой стеклянный баллон с высоким вакуумом, в котором имеется система электродов и экран, покрытый люминофором. При попадании на экран электронов наблюдается свечение. В цилиндрической части трубки расположены катод, модулятор, первый и второй аноды, две пары отклоняющих пластин. Источником электронов является оксидный катод. Катод подогревается с помощью нити накала, изолированной от катода. Систему электродов (катод, цилиндрический модулятор, первый и второй аноды) называют электронной пушкой. На модулятор относительно катода подают отрицательный потенциал, величину которого регулируют переменным резистором и этим самым изменяют яркость светящегося пятна на экране ЭЛТ. Первый анод используется для фокусировки электронного луча. Второй анод служит для ускорения электронов. Некоторые трубки имеют третий анод, позволяющий повысить яркость свечения экрана.

Трубку откачивают до высокого вакуума, чтобы электроны могли двигаться без столкновения с молекулами воздуха.

Накаленный катод является источником электронов. Электроны летят вдоль оси трубки благодаря действию ускоряющего электрода (Анода А) потенциал которого поддерживается положительным по отношению к катоду К.

Анод в простейшем случае представляет собой круглый диск с отверстием, из которого выходит некоторое количество электронов в виде узкого пучка (электронного луча). Пучок, распространяющийся вдоль оси трубки, попадает на флуоресцирующий экран, где часть кинетической энергии электронов превращается в световую энергию, и появляется светящейся пятно.

Катод окружен цилиндрическим электродом G, имеющим отрицательный потенциал по отношению к катоду. Электрод выполняет две функции: собирает электроны вдоль оси трубки и управляет (как и сетка в электронной лампе) количеством электронов, идущих от катода к аноду. В электронно-лучевой трубке количество электронов, зависящее от потенциала управляющего электрода, определяет яркость светящегося пятна на экране трубки. Катод, сетка и анод составляют так называемую "электронную пушку".

В трубке простого устройства светящееся пятно на экране будет похоже скорее на светящийся диск, чем на точку. Это связано с действием сил взаимного расталкивания электронов в пучке и отклонением их от оси. Поэтому необходимо иметь устройство для превращения расходящегося электронного пучка в сходящийся. По аналогии с оптикой этот процесс называют фокусировкой.

45) Поясните процесс создания на экране осцылографа изображение исследуемого напряжения и переменного пятна ( точки ) под действием исследуемого сигнала и развертывающего напряжения.

В трубке простого устройства светящееся пятно на экране будет похоже скорее на светящийся диск, чем на точку. Это связано с действием

сил взаимного расталкивания электронов в пучке и отклонением их от оси. Поэтому необходимо иметь устройство для превращения

расходящегося электронного пучка в сходящийся. По аналогии с оптикой этот процесс называют фокусировкой.

При электростатической фокусировке вводят два или более анода, причем потенциал второго анода более высокий, чем потенциал первого. Электрон, отклонившийся от оси электронной пушки, попадает в поле между двумя анодами, стремясь следовать в направлении линий электрического поля, т. е. он отклоняется внутрь по направлению к оси. Степень сходимости и, следовательно, положение фокуса можно менять изменением потенциала одного из анодов.

46) Обоснуйте необходимость измерять электрическое сопротивление. Перечислите методы для измерения сопротивления. Раскройте сущность прямого метода измерения сопротивлений и опишите измерительные механизмы омметров.

Измерение - процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.

При изготовлении, монтаже и эксплуатации электрических изделий и радиотежнических устройств и установокнеобходимо измерять электрическое сопротивление.

В практике для измерения сопротивления применяются различные методы зависимости от характера обхектов и условий измерения, а так же от требований к точности и быстроте измерения и от величины измеряемых сопротивлений.

Косвенный метод измерения сопротивления - сопротивление резистора или другого элемента эл. цепи можно определить по показаниям вольтметра и амперметра ( при постоянном токе ) применяя закон Ома.

Косвенные методы применяют для измерения средних сопротивлений, а большие сопротивления измеряют одним вольтметром. Точность этих методов значительно зависит от соотношения величин измеряемого сопротивления и внутренних сопротивлений вольтметра и амперметра. Результаты измерения можно считать удовлетворительными по точности если выполняются условия:

схема Б -> Rx < RB / 100 и Rx > 100 * RA <- схема А

А

А

R

V

R

V

Схема А Схема Б

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q - искомое значение измеряемой величины, а X - значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Примерами таких измерений являются: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулемили микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т.п.

Статические - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.

Динамические - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.

Методы и приборы сравнения.

Для измерения малых и средних сопротивлений применяют метод сравнения измеряемого сопротивления R_x с образцовым R0. Эти два сопротивления на схеме соединены последовательно, поэтому ток в них одинаковый. Величину его регулируют с помощью резистора R_p, таким образом, чтобы нагрузка не превышала допустимого тока для сопротивлений R_x и R₀.

Таким образом U_x / R_x = U₀ / R₀. Отсюда R_x = U_x * R_x / U₀.

Неизвестные падения напряжений U_x и U₀ измеряет вольтметром или потенциометр. Результаты измерения получаются более точными

если сопротивление R_x и R₀ одного порядка, а сопротивление вольтметра достаточно велико, так что при соединении его не влияет на режим основной цепи.

При измерении малых сопротивлений этим методом вольтметр подключают с помощью потенциальных зажимов, которые позволяют исключитьсопротивления контактов осн. цепи из результатов измереия ( рис 1 ).

А

R_p

U_x U₀

Rx R₀

Р исунок 1

При измерении больших сопротивлений амперметр заменяют гальванометром с шумтом, чем значительно повышают точность измерений.

Омметры рассчитанные на измерение больших сопротивлений ( > 1 МОм ) называют Мега Омметром.

С редние и большие сопротивления можно измерить методом замещения ( рис 2 ). Амперметры измеряют ток устанавливая переключатель в положение 1, а затем в положение 2. Напряжение на входных зажимах одинаково, поэтому Ux = Ix * Rx и равно U0 = I0 * R0, отсюда Rx = Ux / Ix.

Rx

R0

2 1

А

Рисунок 2

Наиболее точные результаты при измерении сопротивления дают мостовые схемы, которые в практике применяют в различных вариантах в зависимости от величин измеряющего.

Чаще других можно встретить прибор который в практике называется одинарным мостом. Измерение магнитной индукции и других величин.