Осциллограф как работает

ЕЛ-1 аппарат для контроля обмоток электрических машин

Главная » Каталог » Испытательное и поисковое оборудование » ЕЛ-1 аппарат для контроля обмоток электрических машин

ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1; ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1 аппарат; цена ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1; прибор ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1; осциллограф ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1 дешевле; ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1 аппарат для контроля обмоток электрических машин; технические характеристики ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1; ЕЛ-1; ЕЛ 1; ЕЛ1 аппарат для контроля

НАЗНАЧЕНИЕ АППАРАТА ЕЛ-1

Осциллограф ЕЛ-1 предназначен для проверки обмоток электродвигателей и электрических машин мощностью до 110 кВт, напряжением до 660В.

Количество витков в испытуемых обмотках или секциях не менее двух.
С помощью аппарата ЕЛ-1 проверяют:
— обнаружения витковых замыканий и обрывов в обмотках электродвигателей и электрических машин;
— нахождения паза с короткозамкнутыми витками в обмотках статоров, роторов и якорей электродвигателей;
— проверки правильности соединения обмоток электродвигателей по схеме;
— маркировки выводных концов фазных обмоток электродвигателей.
Чувствительность аппарата обеспечивает обнаружение одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков в обмотках контрольных катушек.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛ-1

Аналоговые измерительные устройства

8.4.4. Стробоскопический осциллограф.

Стробоскопическим называется осциллограф, использующий для получения изображения формы сигнала упорядоченный (или случайный) отбор проб мгновенных значений исследуемого сигнала и осуществляется его временное преобразование. Принцип работы стробоскопического осциллографа основан на измерении мгновенных значений повторяющихся сигналов с помощью коротких стробирующих импульсов и базируется на стробоскопическом эффекте. Он позволяет обеспечить широкую полосу пропускания и высокую чувствительность осциллографа.

На рис. 8.16. представлена структурная схема одноканального стробоскопического осциллографа.

Рис. 8.16.

Временные диаграммы работы узлов стробоскопического осциллографа (рис. 8.16) показаны на рис 8.17.

Исследуемый сигнал (рис.8.17, а) поступает стробоскопический смеситель (СМ), содержащий диодную ключевую схему и устройство памяти. Осциллограф запускается синхронизирующими сигналами, опережающими исследуемый сигнал на время задержки стробоскопической развертки. Это могут быть внешние импульсы, внешнее синусоидальное напряжение или сам исследуемый сигнал.

Рис. 8.17.

Устройство синхронизации (УСиЗ) формирует импульсы запуска, частота повторения которых либо равна частоте исследуемого сигнала (рис. 8.17, б), либо в m раз меньше. Импульсы запуска управляют работой схемы, в которую входят генератор пилообразного напряжения (ГПН), генератор ступенчатого напряжения (ГСН) и компаратор (К). ГПН И ГСН формируют линейно и ступенчато нарастающие сигналы (рис. 8.17, в), которые подаются на входы компаратора. Длительность ГПН равна длительности tX исследуемого сигнала, а длительность ГСН в kТР (kТР = nTC/tX = TC/∆T – коэффициент трансформации масштаба времени; TC = TX + ∆T; n – число точек считывания) больше. В момент равенства сигналов ГПН и ГСН срабатывает компаратор (К) и своим выходным сигналом запускает генератор импульсов запуска (ГИЗ), формирующий импульсы с крутым фронтом (рис. 8.17, б). Они запускают генератор строб-импульсов (ГС), ГСН и срывают колебания ГПН. После каждого импульса ГИЗ, напряжение на ГСН ступенчато повышается на постоянную величину, а в промежутках между импульсами остается постоянным (рис. 8.17, в). Этот процесс повторяется до уровня, определяемого величиной kТР, после чего ГСН автоматически сбрасывается и начинается новый цикл нарастания напряжения ГСН.

Строб-импульс (рис. 8.17, г) запускает диодно-ключевую схему СМ и устройство памяти запоминает мгновенное значение исследуемого сигнала, соответствующее моменту поступления строб-импульса. Расширенные и промодулированные огибающей исследуемого сигнала импульсы с выхода СМ передаются по цепочке, состоящей из предварительного усилителя (ПУ), аттенюатора (АТ) и импульсного усилителя (ИУ), который расширяет импульсы выборок. Импульсный сигнал с выхода ИУ поступает на расширитель импульсов (РИ), где превращается в аналоговый сигнал за счет расширения импульса до периода повторения (рис. 8.17, д). Это напряжение усиливается в усилителе вертикального отклонения (УВО) и подается на пластины Y ЭЛТ. Для повышения четкости изображения плоские участки напряжения подсвечиваются импульсами схемы подсвета луча (СПЛ), управляемой ГИЗ (рис. 8.17, е). Изображение исследуемого сигнала на экране ЭЛТ будет иметь вид светящихся точек (черточек), равномерно отстоящих друг от друга (рис. 8.17, ж). Напряжение отрицательной обратной связи с РИ на СМ автоматически регулирует положение рабочей точки на ВАХ диода смесителя, обеспечивая высокую линейность преобразования.

Так как стробирование исследуемого сигнала приводит к дискретизации измерительной информации, необходимо знать минимально необходимое число точек считывания сигнала nMIN. Значение nMIN n может быть оценено по формуле nMIN = 2fMAX tX, где fMAX – верхняя граничная частот спектра UX. Для увеличения можно считывать после пропуска некоторого числа периодов сигнала. В этом случае TC = mTX + ∆T.

Стробоскопические осциллографы

Стробоскопическим называется осциллограф, использующий для получения изображения формы сигнала упорядоченный (или случайный) отбор мгновенных значений исследуемого сигнала и осуществляющий его временное преобразование. Принцип работы стробоскопического осциллографа основан на измерении мгновенных значений повторяющихся сигналов с помощью коротких стробирующих импульсов напряжения. Этот принцип базируется на эффекте кажущегося замедления быстропеременного процесса (стробоскопический эффект) и позволяет разрешить два противоречивых требования – обеспечение широкой полосы пропускания и высокой чувствительности осциллографа. Он наглядно поясняется с помощью временных диаграмм, приведенных на рис. 5.

Исследуемый сигнал (рис. 5, а) и строб-импульсы (рис. 5, б), длительность которых много меньше tх, поступают на стробоскопический смеситель, содержащий диодную ключевую схему и устройство кратковременной памяти (в виде зарядного конденсатора). Ключевая схема открывается только на время действия строб-импульса, а зарядный ток конденсатора зависит от суммарного напряжения, воздействующего на диод. В результате выходной импульс смесителя оказывается промодулированным по амплитуде мгновенным значением сигнала, соответствующим моменту поступления строб-импульса. Кроме того, этот импульс расширяется во времени, так как после запирания диода конденсатор разряжается через резистор с большим сопротивлением.

Рис. 5. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы стробоскопического осциллографа: а – исследуемый сигнал; б – строб-импульсы; в – огибающая импульсов на выходе стробоскопического смесителя

Если теперь организовать временной автоматический сдвиг строб-импульсов относительно сигнала, то это приведет к появлению на выходе смесителя последовательности расширенных импульсов, огибающая которых будет повторять форму сигнала (рис. 5, в). Временной автосдвиг строб-импульсов будет обеспечен, если (рис. 5, б)

ТС=Тх+Т, (1)

где Т – отрезок времени, называемый шагом считывания. Схема временного автосдвига – важнейший функциональный узел любого стробоскопического осциллографа, входящий в состав устройства стробоскопической развертки.

Выделяя огибающую расширенных импульсов, можно получить аналоговый сигнал, идентичный по форме исследуемому, но значительно «растянутый» (трансформированный) во времени. Этот сигнал может быть усилен относительно узкополосным усилителем и воспроизведен на экране обычной ЭЛТ. Таким образом, стробоскопический осциллограф может быть спроектирован на обычной элементной базе. Это принципиальное преимущество стробоскопических осциллографов по сравнению со скоростными.

Временное преобразование исследуемого сигнала при стробировании принято характеризовать коэффициентом трансформации масштаба времени

kтр=nTс/tx, (2)

где n – число точек считывания сигнала. Очевидно (рис. 12), tx/n=T, т.е.

kтр=Tс/T (3)

Поскольку стробирование исследуемого сигнала приводит к дискретизации измерительной информации, необходимо всегда знать минимально необходимое число точек считывания сигнала nmin. На практике выбор значения n (плотности точек считывания) диктуется разными соображениями и прежде всего удобством наблюдения изображения сигнала на экране ЭЛТ. Поэтому, как правило, n>nmin – так называемая нормальная стробоскопическая развертка. При медленных развертках, когда детали формы сигнала не имеют принципиального значения, может быть n<nmin. Кроме того, считывание сигнала не обязательно должно соответствовать каждому последующему периоду его, как это показано на рис. 5.

Можно еще более растянуть временной масштаб, если считывание будет осуществляться после пропуска некоторого числа m периодов сигнала.

Таким образом, любой стробоскопический осциллограф имеет в своем составе функциональные узлы, заимствованные от обычных универсальных осциллографов (ЭЛТ, УВО, УГО, ЭК. калибраторы и др.), и специальные узлы, к которым относятся генератор строб-импульсов (ГС), стробоскопический преобразователь, объединяющий смеситель и дополнительные узлы, где осуществляется преобразование импульсов в аналоговый сигнал, а также устройство стробоскопической развертки со схемой временного автосдвига строб-импульсов. В качестве примера на рис. 6 приведена структурная схема одноканального стробоскопического осциллографа.

Осциллограф запускается синхронизирующими сигналами, подаваемыми на специальный вход и опережающими исследуемый сигнал на время задержки стробоскопической развертки. Это могут быть либо внешние импульсы, либо внешнее синусоидальное напряжение или сам исследуемый сигнал (в последнем случае на вход смесителя сигнал должен подаваться через ЛЗ, компенсирующую задержку развертки). В устройстве синхронизации формируются стандартные импульсы запуска, частота повторения которых либо равна частоте исследуемого сигнала, либо в m раз меньше.

Рис. 6 Структурная схема одноканального стробоскопического осциллографа

Сформированные импульсы запуска управляют работой схемы временного автосдвига, в которую входят генератор «быстрого» пилообразного напряжения (ГБПН), генератор «медленного» ступенчато-пилообразного напряжения (ГМПН) и компаратор К. Длительность БПН равна длительности исследуемого сигнала, а длительность МПН в коэффициент развертки раз больше. В моменты равенства БПН и МПН срабатывает К и своим выходным сигналом запускает генератор импульсов запуска (ГИЗ), формирующий импульсы с крутым фронтом. Они запускают ГС и ГМПН и срывают колебания ГБПН.

После каждого импульса ГИЗ напряжение ГМПН ступенчато повышается на строго постоянную дозированную величину, а в промежутках между импульсами остается постоянным. Этот процесс продолжается до уровня, определяемого величиной kтр, после чего МПН автоматически сбрасывается и начинается новое нарастание. Видно, что момент равенства БПН и МПН автоматически сдвигается относительно начала БПИ по мере поступления импульсов запуска. Следствием этого является временной автосдвиг строб-импульсов ГС относительно сигнала т.е. реализуется рассмотренный выше принцип пробирования.

Выходное напряжение ГМПН является одновременно напряжением стробоскопической развертки и после усиления в УГО подается на пластины X ЭЛТ. Это напряжение возрастает хотя и дискретно, но по линейному закону, а начало и конец развертки фиксируются импульсами запуска. Cтробоскопическая развертка может быть нормальной (наблюдается сканирование луча на экране ЭЛТ со скоростью, обеспечивающей исследование наблюдаемой осциллограммы), ручной (осуществляется оператором вручную) и внешней (создается внешним пилообразным напряжением). Реализуются также однократная и задержанная развертки.

Рассмотрим теперь работу стробоскопического преобразователя. Расширенные и промодулированные огибающей исследуемого сигнала импульсы с выхода смесителя передаются по цепочке, содержащей предварительный усилитель, аттенюатор, функционально аналогичный аттенюатору ВУ универсального осциллографа, и импульсный усилитель, который, кроме того, еще расширяет импульсы выборок. Полученный таким образом импульсный сигнал поступает на вход расширителя импульсов (РИ), где превращается в аналоговый сигнал за счет расширения импульсов до периода повторения. Аналоговый сигнал имеет вид ступенчато-изменяющегося напряжения. Это напряжение усиливается в УВО и подается на пластины Y ЭЛТ. Для повышения четкости изображения плоские участки напряжения подсвечивают импульсами схемы подсвета луча.