Chapter42 记录与显示仪

第五章记录及显示仪主要内容§5.1概述§5.2光线示波器§5.3记录仪§5.4磁盘记录器§5.5数字显示系统§5.6小结5.1概述模拟型－指针刻度仪表发光二极管显示器指示和显示仪表数字型液晶显示器阴极射线显示器显示和记录仪器笔式记录仪模拟型光线示波器模拟磁带记录仪记录仪器数字磁带记录仪数字型打印机显示和记录仪器一般包括指示和显示仪表、记录仪器。从记录信号的性质来分，显示和记录仪又可分为模拟型和数字型两大类。5.2光线示波器是一种常用的模拟式记录器，主要用于模拟量的数据记录，它将信号调整仪输入的电信号转换为光信号并记录在感光纸或胶片上，从而得到试验变量与时间的关系曲线。1、光线示波器定义(1)高的灵敏度；(2)记录信号的频率可达数千赫[兹]；(3)实现交叉记录，能最大限度地利用记录纸；(4)能够得到曲线形式的资料，并且直观性好。(1)工作频率还不够宽；(2)记录曲线不能利用数字分析仪器或计算机进行处理；(3)感光记录纸价格较贵，且不能重复使用。2、光线示波器的特点：优点：不足之处：1.工作原理振动子系统、光学系统、记录纸传动系统以及电气系统振动子系统包括：振动子磁系统恒温装置5.2.1光线示波器的工作原理和结构组成5.2.2振动子特性MG+MC+Ma=Mi电磁转矩Mi=kii张丝的弹性反抗力矩MG=Gθ阻尼力矩CMcJMa惯性力矩ikGdtdCdtdJi22J为转动惯量1、振动子的力学模型2、振动子的静态特性ikGiikGdtdCdtdJi22IGki0i=常数稳态后：电流与转角之间的关系：当θ0很小，光点在记录纸上的偏移量与偏转角θ0的关系SIIGkkkYi101光路参数决定振动子结构决定003、振动子的动态特性JGnGJC2ikGdtdCdtdJi22nniijGkGjJkjH21)(22212)(nnarctg幅频特性相频特性频率响应函数222241)(nniGkA阻尼率ζ＝0.707,ω/ωn0.5~0.6确保测量精度222241)(nniGkA212)(nnarctg振动子扭振系统幅频特性振动子扭振系统相频特性4、振动子的阻尼液体阻尼（固有频率较高）电磁阻尼（固有频率较低）输入电流过大的情况解决方法a、高频低灵敏度振动子b、串、并联电阻液体阻尼（并联）电磁阻尼（先并后串）UsRsRmRpRiRaUi11111iisismaipasmURiUURRRRRRRR电磁阻尼（先并后串）5、振动子的选用原则振动子固有频率的选择固有频率至少应为记录信号最高频率的1.7倍灵敏度的选择满足固有频率的要求下尽量选高灵敏度额度电流的选择并联分流电阻（油阻尼），串、并联电阻（电磁阻尼）是将一个或多个变量随时间或另一变量变化的过程转换为可识别和读取的信号仪器。它能保存所记录的信号变化以便分析处理。记录仪的最大特点是能自动记录周期性或非周期性多路信号的慢变化过程和瞬态电平变化过程。1、记录仪的定义工作频率输入信号动态范围记录线性度分辨度失真度响应时间走纸准确度和稳定度2、记录仪的主要技术指标6.3记录仪1、检流计式笔录仪6.3.1笔式记录仪2、函数记录仪6.3.2磁带记录仪磁带记录仪是利用铁磁性材料的磁化进行记录的仪器。1、磁带记录仪的特点(1)记录频带宽；(2)能同时进行多路信息的记录，保证其时间和相位关系；(3)改变时基的能力，对高频信息用快速记录，慢速重放；(4)特别适用于长时间连续记录；(5)记录的信息精度高、失真小、线性好；(6)前面可加放大器，后面可直接与数据处理设备连接。2、磁带记录仪的构成与工作原理3、磁带记录仪的类型1)模拟式磁带记录仪2)数字式磁带记录仪6.3.3新型记录仪数字存储器示波器框图1)数字存储示波器示波器是使用极为广泛的显示(记录)仪器。用感光纸来记录信号的光线示波器目前已很少使用。以阴极射线管来显示信号的电子示波器，可分为模拟式和数字式两种，后者多为数字存储示波器。2)无纸记录仪无纸记录仪是一种无纸、无笔、无墨水、无一切机械传动机构的全新记录仪器，它以微处理器为核心，将模拟信号转换成数字信号，存储在大容量芯片上，并利用液晶显示。3)光盘刻录机光盘刻录机有CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW和DVD-RAM等类型，其中目前较常用的是CD-R和CD-RW两种。CD-R光盘的结构CD-RW光盘的结构6.4磁盘记录器磁盘记录器大都用于微型计算机(微机)以及与之相关的仪器设备中。从构造上看，磁盘记录器可分为“软磁盘”和“硬磁盘”两大类。软磁盘装配图硬磁盘外观图6.5数字显示系统1、数字显示系统组成(a)二极管(b)二极管UF与对数lniF关系(c)二极管IV与i关系2、发光二级管及其特性曲线3、图像显示器阴极射线管显示器外观图液晶显示器外观图本章主要讲解常用的记录仪器，包括以下三点：6.6小结光线示波器的基本构成，基本工作原理，振动子的频率特性。实际测量时，振动子的选用原则和方法。笔式记录仪的基本工作原理。检流计式笔录仪和函数记录仪的基本工作原理。数字显示系统基本构成。