Регистрирующие приборы

Устройства записи временнымх графиков на визуальные носители. По способу записи такие устройства бывают двух видов - с записью на бумаге чернильным пером или процарапыванием иглой на плёнке со специальным покрытием, и с записью на фотоплёнке (светолучевые осциллографы). Функционально самописец состоит из устройства для равномерного непрерывного перемещения носителя (бумаги, плёнки) и измерительного механизма, перемещающего перо, корундовую иглу для процарапывания или зеркальце осциллографа, направляющее луч в нужное место на фотоплёнке.

Цифровые электронные устройства регистрации. Цифровые регистраторы данных предназначены для записи технических параметров в цифровом виде на электронные носители информации - магнитные диски, твердотельные накопители и т. д. В простейшем случае цифровой регистратор представляет собой микропроцессорное устройство с аналого-цифровым, преобразователем, цифровым таймером для временномй привязки и накопителем информации, в более сложных случаях - это специализированная ЭВМ, которая кроме простой записи информации по множеству каналов предоставляет возможность обработки информации.

Примеры технических средств с использованием автоматической регистрации данных:

· бортовые регистраторы в составе средств объективного контроля;

· самопишущие вольтметры, амперметры, ваттметры;

· электрокардиографы;

· барографы;

· тахографы;

· электронные регистраторы (самописцы) в составе средств паз и регистрации.

Тепловизор. Современный тепловизор - это программно аппаратный комплекс, предназначенный для того, чтобы считывать инфракрасное излучение с объектов, а также определять количество выделяемого тепла. В данном случае изображение выводится на экран, который может быть интегрирован непосредственно в сам прибор или же находиться отдельно. Преимущественное большинство современных тепловизоров имеет выход для того, чтобы к ним можно было подключить внешний монитор. Изображение на экране - это термальное поле, которое дает разнообразную информацию. В данном случае все зависит от той отрасли, в которой используются тепловизоры.

Принцип работы тепловизора. Принцип работы любого тепловизора построен на фиксации теплового излучения исходящего от любых предметов, электронной обработки его и выдачи в виде теплового изображения на экране монитора. Учитывая тот факт, что наши глаза его не видят, но ощущают в виде тепла исходящего от огня, солнечных лучей, радиатора отопления и др., "картинку" можно получить даже самой темной ночью. Тепловое излучение свободно проникает через многие природные преграды: дым, пыль, умеренная листва. На примере хорошо видно как камера, работающая в диапазоне видимого спектра, не может разглядеть человека сквозь туман.

· Стационарные. Предназначены для применения на промышленных предприятиях для контроля за технологическими процессами в температурном диапазоне от ?40 до +2000 °C. Такие тепловизоры, зачастую имеют азотное охлаждение, для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование приемной аппаратуры. Основу таких систем составляют, как правило, тепловизоры третьего поколения, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.

· Переносные. Новейшие разработки в области применения тепловизоров на базе неохлаждаемых микроболометров из кремния, позволило отказаться от использования дорогостоящей и громоздкой охлаждающей аппаратуры. Эти приборы обладают всеми достоинствами своих предшественников, таких как малый шаг измеряемой температуры (0,1 °C), при этом позволяют применять тепловизоры в сложных оценочных работах, когда простота использования и портативность играют очень большую роль. Большинство портативных тепловизоров имеют возможность подключения к стационарным компьютерам или ноутбукам для оперативной обработки поступающих данных.

Тепловизоры часто путают с приборами ночного видения, хотя разница между ними существенна. Классический прибор ночного видения позволяет ориентироваться при низком уровне освещенности, усиливая свет, попадающий в объектив. Во многих случаях яркий объект, оказавшийся в поле зрения, "слепит" прибор. С этим пытаются бороться, иногда - хорошо, иногда - в недорогих массовых приборах - не очень. Тепловизор же в свете не нуждается. Он, конечно, может быть использован в качестве прибора ночного видения, только задача здесь решена иначе. Известная философская конструкция о темноте как об отсутствии света взята в тепловизионной технике на вооружение: смотрим на то, что есть, в данном случае на тепло.

Активно тепловизоры начинают применяться и на железной дороге.

Основными направлениями применения являются:

1. Контроль букс (букса - узел ходовой части вагонов и локомотивов, воспринимающий и передающий колёсным парам силы тяжести груженого кузова, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона) для определения их температуры;

2. Проверка тиристоров чтобы вовремя выявить перегрев и не допустить выхода из строя;

3. Обследование вагонов-холодильников с целью обнаружения мест повреждения теплоизоляции и устранения доступа тепла внутрь холодильной камеры;

4. Обследование объектов энергохозяйства для определения мест перегрева контактов, контактных соединений, высоковольтных выключателей, трансформаторов и т.д.;

5. Использование в целях обеспечения безопасности - своевременное предупреждение о нахождении людей на путях в темное время суток, в условиях тумана, снега, дождя или задымленности.

Мультиметр. Мультимметр (от англ. multimeter, темстер - от англ. test - испытание, авомметр - от ампервольтомметр) - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Иногда выполняется мультиметр в виде токоизмерительных клещей. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Аналоговый мультиметр. В аналоговом мультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки (как на часах) по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление. На многих (особенно азиатских производителей) мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и для того, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение может доставить некоторые проблемы. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой (2-3$), а основным недостатком является некоторая погрешность в результатах измерений. Для более точной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальный построечный резистор, манипулируя которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее в случаях, когда желательны более точные измерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора (микроамперметра), набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного источника питания, а измерение сопротивлений более 1..10 МОм - от внешнего источника. аналоговое регистрация цифровой прибор

Особенности и недостатки. Технические характеристики аналогового мультиметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше ток полного отклонения микроамперметра, тем более высокоомные добавочные резисторы и более низкоомные шунты можно применить. А значит, входное сопротивление в режиме измерения напряжений будет более высоким, а падение напряжения в режиме измерения токов будет более низким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например, при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.

Цифровой мультиметр. Входное сопротивление цифрового вольтметра порядка 11 МОм (не зависит от предела измерения, в отличие от аналоговых вольтметров), ёмкость - 100 пФ, падение напряжения при измерении тока не более 0,2 В. Питание портативных мультиметров обычно осуществляется от батареи напряжением 9В. Потребляемый ток не превышает 2 мА при измерении постоянных напряжений и токов, и 7 мА при измерении сопротивлений и переменных напряжений и токов. Мультиметр обычно работоспособен при разряде батареи до напряжения 7,5 В ^[1].

Главным отличием от аналогового является то, что результаты измерения отображаются на специальном экране (в старых моделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее). К тому же цифровые мультиметры обладают более высокой точностью и отличаются простотой использования, так как не приходится разбираться во всех тонкостях градуирования измерительной шкалы, как в стрелочных вариантах.

Немного подробней о том, что за что отвечает. Любой мультиметр имеет два вывода, черный и красный, и от двух до четырех гнезд (на старых российских еще больше). Черный вывод является общим (масса). Красный называют потенциальным выводом и применяют для измерений. Гнездо для общего вывода помечается как com или просто (-) т.е. минус, а сам вывод на конце часто имеет так называемый "крокодильчик", для того, чтобы при измерении можно было зацепить его за массу электронной схемы. Красный вывод вставляется в гнездо помеченное символами сопротивления или вольты (ft, V или +), если гнезд больше чем два, то остальные обычно предназначаются для красного вывода при измерениях тока. Помечены как A (ампер), mA (миллиампер), 10A или 20A соответственно..

Переключатель мультиметра позволяет выбрать один нескольких пределов для измерений. Например, простейший китайский стрелочный тестер:

· Постоянное (DCV) и переменное (ACV) напряжение: 10В, 50В, 250В, 1000В.

· Ток (mA): 0.5мА, 50мА, 500мА.

· Сопротивление (обозначается значком, немного похожим на наушники): X1K, X100, X10, что означает умножение на определенное значение, в цифровых мультиметрах обычно указывается стандартно: 200Ом, 2кОм, 20кОм, 200кОм, 2МОм.

На цифровых мультиметрах пределов измерений обычно больше, к тому же часто добавлены дополнительные функции, такие как звуковая "прозвонка" диодов, проверка переходов транзисторов, частотометр, измерение емкости конденсаторов и датчик температуры.

Для того, чтобы мультиметр не вышел из строя при измерениях напряжения или тока, особенно если их значение неизвестно, переключатель желательно установить на максимально возможный предел измерений, и только если показание при этом слишком мало, для получения более точного результата, переключайте мультиметр на предел ниже текущего.

Осциллограф. Осцилломграф (лат. oscillo - качаюсь + греч. ????? - пишу) - прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; измерения) амплитудных и временнымх параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Один из важнейших приборов в радиоэлектронике. Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов - как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред надатчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

По назначению и способу вывода измерительной информации:

· Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) - в зап. -европ. языках oscilloscop(e).

· Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф) - в зап. -европ. языках oscillograph.

По способу обработки входного сигнала

· аналоговый;

· цифровой.

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (n-лучевой осциллограф имеет n-ное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Также существуют осциллографы, совмещенные с другими измерительными приборами (напр. мультиметром). Такие приборы называются скопометрами.

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты).

Устройство. Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.