Oscylograf jest narzędziem używanym do pomiaru prądu i napięcia elektrycznego, i ogólnie istnieją dwa główne typy: te, które są elektromagnetyczne i te, które są zbudowane wokół promieni katodowych. Modele elektromagnetyczne są prostsze i rzadziej spotykane, choć wiele zależy od zastosowania. Narzędzie w obu formach ma szerokie zastosowanie w inżynierii, telekomunikacji i medycynie — w zasadzie wszędzie tam, gdzie ważne są dokładne pomiary mocy elektrycznych. Technicznie rzecz biorąc, oscylograf różni się od powiązanego oscyloskopu tym, że może przechowywać i zapisywać dane; przynajmniej pierwotnie, oscyloskopy były dobre tylko do pomiarów w czasie rzeczywistym i nie były w stanie uchwycić punktów danych do przyszłego odniesienia. Jednak zwykle nie jest to już prawdą, w wyniku czego terminy są często używane zamiennie.
Podstawowa koncepcja i główne zastosowania
Istnieje wiele powodów, dla których ludzie mogą chcieć lub potrzebować mierzyć prądy elektryczne na małą skalę. Dobrym przykładem są producenci elektroniki, a w tych kontekstach dokładny odczyt, ile energii przepływa przez dane urządzenie, jest naprawdę ważny ze względu na bezpieczeństwo i kompatybilność z zewnętrznymi wyjściami, takimi jak kable zasilające. Pomiar prądów przepływających przez płyty główne maszyn i wyłączników w budynkach i biurach jest również ważny z wielu powodów. W medycynie precyzyjne pomiary ładunków elektrycznych pulsujących na zewnątrz serca mogą być dobrym wskaźnikiem stanu zdrowia i potencjalnych problemów w układzie tętniczym. Oscylograf to przenośny i wygodny sposób wykonywania pomiarów w tych i podobnych ustawieniach.
Modele elektromagnetyczne
Wersja elektromagnetyczna to zaskakująco proste narzędzie. Prąd jest podawany przez instrument i do cewki magnetycznej. Niewielkie zmiany prądu elektrycznego powodują powstawanie pędu w cewce. Ten pęd jest mierzony, a wszelkie zmiany prądu lub napięcia są wyprowadzane z prędkości i ugięcia cewki.
Istnieją dwa popularne warianty standardowej maszyny elektromagnetycznej; jeden wykorzystuje lasery, a drugi ma bezpośrednie wyjście. Po wyposażeniu w laser światło jest odbijane od lasera od zakrzywionego lustra iz powrotem do odbiornika. Czas potrzebny na powrót światła jest mierzony zamiast bezpośrednio mierzonej cewki. Dzięki temu odczyty są dokładniejsze i łatwiej dostrzec mniejsze zmiany w prądzie. Wyjście bezpośrednie często przybiera formę jednego lub więcej ramion rysujących wzory fal na papierze, gdy prąd jest podawany do urządzenia. Ta zmienność jest jedyną formą bezpośredniego wyjścia powszechną w oscylografach elektromagnetycznych, inne formy wyjścia to tylko ciągi pomiarów, które wymagają interpretacji, zanim będą użyteczne.
Kineskop
Oscyloskopy katodowe wykorzystują mały ekran podobny do telewizora, aby pokazać rzeczywisty przebieg prądu przepływającego przez urządzenie. Gdy przez urządzenie nie przepływa prąd, CRT wyświetla pojedynczą nieruchomą kropkę lub pojedynczą kropkę poruszającą się pionowo w poprzek ekranu. Gdy prąd się porusza, moc przepływa przez serię płytek, które mierzą zmiany prądu. Prąd powoduje, że płytki te wahają się względem siebie, a ruch ten jest odzwierciedlany na ekranie przez kropkę poruszającą się w górę iw dół. Ta poruszająca się kropka w rzeczywistości pokazuje prąd elektryczny w postaci fali. Dzięki temu urządzenie może mierzyć nie tylko prąd standardowy, tak jak robi to model elektromagnetyczny, ale także przebiegi, takie jak bicie serca.
Postęp i postęp
Oscylograf i powiązany z nim oscyloskop przeszły długą drogę od czasu ich wprowadzenia do głównego nurtu na początku XIX wieku. Najpierw powstał bardzo szczątkowy model obejmujący pióro zamontowane na bębnie, które oznaczało fale w odpowiedzi na stymulację elektryczną. Najwcześniejsze modele fotograficzne faktycznie obejmowały papiery do naświetlania, które przetrwały do pojawienia się bardziej nowoczesnego filmu; Obecnie prawie wszystkie urządzenia są cyfrowe, a wiele z nich jest w stanie przechowywać i przesyłać wyniki w formie elektronicznej w czasie rzeczywistym.