第五章記錄及顯示儀(補(bǔ)充)

聰明人之所以不會成功，是由于他們?nèi)狈?jiān)韌的毅力。我的成就，當(dāng)歸功于精微的思索。

——艾薩克·牛頓IsaacNewton英國數(shù)學(xué)家物理學(xué)家天文學(xué)家自然哲學(xué)家1643-1727牛頓望遠(yuǎn)鏡

主要內(nèi)容§5.1

概述§5.2

光線示波器§5.3

記錄儀§5.4

磁盤記錄器§5.5

數(shù)字顯示系統(tǒng)第五章記錄及顯示儀（補(bǔ)充）§5.1概述信號的記錄和顯示通過顯示器提供的數(shù)值和記錄器記錄的數(shù)據(jù)或變成視覺所能接受的各種波形來了解、分析和研究測量結(jié)果；將當(dāng)時(shí)被測的信號記錄或存儲起來，然后隨時(shí)重放，以供后續(xù)儀器對所測信號進(jìn)行分析和處理；記錄儀可以方便地對記錄曲線的時(shí)間軸進(jìn)行放大，對研究短暫的瞬態(tài)過程有很大方便。顯示和記錄儀器一般包括指示和顯示儀表、記錄儀器。§5.2光線示波器

一種常用的模擬式記錄器，主要用于模擬量的數(shù)據(jù)記錄，將信號調(diào)整儀輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號并記錄在感光紙或膠片上，得到試驗(yàn)變量與時(shí)間的關(guān)系曲線。

1.光線示波器定義(1)高的靈敏度；(2)記錄信號的頻率可達(dá)數(shù)千赫；(3)實(shí)現(xiàn)交叉記錄，能最大限度地利用記錄紙；(4)能夠得到曲線形式的數(shù)據(jù)，且直觀性好。(1)工作頻率還不夠?qū)挘?2)記錄曲線不能利用數(shù)字分析儀器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；(3)感光記錄紙價(jià)格較貴，且不能重復(fù)使用。2.光線示波器的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：不足之處：1.工作原理振動子系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、磁系統(tǒng)、記錄紙機(jī)械傳動系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)。

振動子系統(tǒng)包括：

線圈張絲恒溫裝置一、光線示波器的工作原理和結(jié)構(gòu)組成

二、振動子特性MG+MC+Ma=Mi電磁轉(zhuǎn)矩Mi=kii張絲的彈性反抗力矩MG=G

阻尼力矩慣性力矩J為轉(zhuǎn)動慣量1.振動子的力學(xué)模型

2.振動子的靜態(tài)特性i=常數(shù)穩(wěn)態(tài)后：電流與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系：當(dāng)很小，光點(diǎn)在記錄紙上的偏移量與偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系為光路參數(shù)決定振動子結(jié)構(gòu)決定003.振動子的動態(tài)特性幅頻特性相頻特性頻率響應(yīng)函數(shù)阻尼比＝0.707，w/wn<0.6~0.8可確保測量精度。振動子扭振系統(tǒng)幅頻特性振動子扭振系統(tǒng)相頻特性4.振動子的阻尼液體阻尼（固有頻率較高）電磁阻尼（固有頻率較低）固有頻率大于400Hz的較高頻振動子常采用油阻尼方式；固有頻率小于或等于400Hz的較低頻振動子常采用電磁阻尼方式。5.振動子的選用原則振動子固有頻率的選擇固有頻率至少應(yīng)為記錄信號最高頻率的1.7倍。靈敏度的選擇滿足固有頻率的要求下盡量選高靈敏度。最大允許電流值的選擇加入并聯(lián)分流電阻（油阻尼），或串、并聯(lián)電磁阻尼。將一個或多個變量隨時(shí)間或另一變量變化的過程轉(zhuǎn)換為可識別和讀取的信號儀器。能保存所記錄的信號變化以便分析處理。記錄儀的最大特點(diǎn)是能自動記錄周期性或非周期性多路信號的慢變化過程和瞬態(tài)電平變化過程。一.記錄儀的定義工作頻率輸入信號動態(tài)范圍記錄線性度分辨度和失真度響應(yīng)時(shí)間走紙準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性

二.記錄儀的主要技術(shù)指標(biāo)§5.3記

錄

儀

1.檢流計(jì)式筆錄儀三、筆式記錄儀筆式記錄儀是用筆尖在記錄紙上描繪被測量相對于時(shí)間或某一參考量之間函數(shù)關(guān)系的一種記錄儀器。檢流計(jì)式筆錄儀的特點(diǎn)主要記錄電流信號。記錄電壓信號時(shí)，應(yīng)保持電路中電阻值的恒定；工作中溫度發(fā)生變化時(shí)，線圈的電阻、游絲的剛度及磁場強(qiáng)度都發(fā)生變化，可以串聯(lián)一個由錳、銅合金制成的溫度補(bǔ)償電阻，以彌補(bǔ)溫度誤差；在使用中，應(yīng)對儀器預(yù)熱一定時(shí)間，減少溫度的變化；由于轉(zhuǎn)動部分具有一定的轉(zhuǎn)動慣量，其工作頻率不高；筆尖和紙接觸所引起的摩擦力矩較大，造成較大的誤差。2.函數(shù)記錄儀一種自動平衡式儀表，能高精度地自動顯示和記錄已轉(zhuǎn)成電壓的信號。四、磁帶記錄儀磁帶記錄儀是利用鐵磁性材料的磁化進(jìn)行記錄的儀器。

1.磁帶記錄儀的特點(diǎn)

(1)

記錄頻帶寬；(2)

能同時(shí)進(jìn)行多路信號的記錄，保證其時(shí)間和相位關(guān)系；(3)

具有改變時(shí)基的能力，可對高頻信號采用快速記錄，慢速重放；對低頻信號可慢速記錄，快速重放；(4)

特別適用于長時(shí)間連續(xù)記錄，并將信號長時(shí)間保存；(5)

記錄的信息精度高、失真小、線性好；(6)前面可加放大器，后面可直接與數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接。

2.磁帶記錄儀的結(jié)構(gòu)與工作原理

記錄放大器和重放放大器；記錄磁頭和重放磁頭；磁帶傳動機(jī)構(gòu)。3.磁帶記錄儀的類型

1)模擬式磁帶記錄儀

2)數(shù)字式磁帶記錄儀

采用的記錄方式是數(shù)字記錄方式，又稱為脈沖碼調(diào)制（PCM）方式。它是把待記錄信號放大后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成二進(jìn)制脈沖，并經(jīng)記錄磁頭記錄在磁帶中。重放時(shí)再將該信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換還原為模擬信號，恢復(fù)被記錄的信號，或?qū)⒃摯a信號直接輸入數(shù)字處理裝置，進(jìn)行后續(xù)處理和分析。五、新型記錄儀

1)數(shù)字存儲示波器

以數(shù)字形式存儲信號波形，再作顯示，波形可穩(wěn)定保留在顯示屏上，供使用者分析。其中的微處理器可對記錄波形作自動計(jì)算，在顯示屏上同時(shí)顯示波形的峰－峰值、上升時(shí)間、頻率以至均方根值等。也可通過計(jì)算機(jī)接口將波形送至打印機(jī)打印。2)

無紙記錄儀

無紙記錄儀是一種無紙、無筆、無墨水、無一切機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的全新記錄儀器，它以微處理器為核心，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，存儲在大容量芯片上，并利用液晶顯示。主要應(yīng)用于生產(chǎn)過程中多路緩變信號長時(shí)間巡檢與記錄，因此采樣頻率較低。3)光盤刻錄機(jī)

光盤刻錄機(jī)有CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW和DVD-RAM等類型，其中目前較常用的是CD-R和DVD-RW兩種。

CD-R光盤的結(jié)構(gòu)

CD-RW光盤的結(jié)構(gòu)

§5.4磁盤記錄器

用于微型計(jì)算機(jī)以及與之相關(guān)的儀器設(shè)備中。從構(gòu)造上看，磁盤記錄器可分為“軟磁盤”和“硬磁盤”兩大類。軟磁盤裝配圖

硬磁盤外觀圖§5.5數(shù)字顯示系統(tǒng)1.數(shù)字顯示系統(tǒng)組成

計(jì)數(shù)器：對輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，完成計(jì)數(shù)、分頻、數(shù)控和數(shù)據(jù)處理等功能；由門電路和觸發(fā)器組成。

譯碼器：將一種數(shù)碼轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)碼。在數(shù)字顯示系統(tǒng)中常用BCD8421碼二－十進(jìn)制譯碼器來驅(qū)動數(shù)碼管。

寄存器：可用來暫存指令、數(shù)據(jù)和位址；有指令寄存器(IR)和程序計(jì)數(shù)器(PC)。

數(shù)碼顯示器：按發(fā)光材料的不同，可分為發(fā)光二極管顯示器（簡稱LED）和液晶顯示器（又稱熒光數(shù)碼管）。

(a)二極管