词条 | 函数记录仪 |
释义 | 函数记录仪全称为X-Y函数记录仪,它是将通过传感器(如:压力传感器,电流传感器,位移传感器等)测得的变化用函数图像的形式绘制在记录纸上,它能将函数可视化供人们参考,函数记录仪在科研,石油,化工,机械,冶金,医疗,电工与电子技术方面都有非常广泛的应用。 函数记录仪由四大部分组成,一,信号处理系统, 它的作用在于将电信号转化为机械位移。二,记录笔(包括记录笔记录同时滑动的横梁),它通过移动将信号处理系统传送过来的信号记录在记录纸上。三,手动调节系统,在非记录状态时通过调节X,Y旋钮,实现记录笔自由定位坐标原点;倍数调节旋钮,实现自由调整图象大小的目的。落笔/起笔开关则调节记录笔是抬起还是落下,归零/记录开关决定函数记录仪是否进行记录。四,送纸机构,将坐标记录纸送出以便记录笔可以划出图线。 函数记录仪是一种自动平衡式仪表,它能高精度地自动显示和记录已转化成电压的信号,最常用的是闭环零位平衡系统的伺服记录仪。 伺服记录仪系统是若待记录的直流信号电压ui与电位计的比较电压u0不相等,则有电压ue输出。电压ue经调制、放大、解调后驱动伺服电动机,电动机轴的转动通过传动带(或钢丝)等传动机构带动记录笔作直线运动,实现信号的记录,同时与记录笔相连的电位器的电刷也随着移动,从而改变着u0的值。当u0=ur时,ue=0,后续电路没有输出,伺服电动机停转,记录笔不动。信号电压ur不断变化,记录笔就跟踪运动。由于电位器是线性变化的,所以记录笔的运动幅值与ur的幅值成正比。由于采用零位平衡原理,记录的幅值准确性高,一般误差小于全量程的±0.2%。但是,由于传动机构的机械惯性大,频率响应通常在10Hz以下,所以只能记录变化缓慢的信号。 伺服记录仪的闭环零位平衡系统 如果将记录纸固定不动,使用两个互相垂直的记录笔,它们分别由两套零位平衡伺服系统驱动,那么在记录纸上便描绘出两个被测量的关系曲线,这就是x-y函数记录仪的工作原理。其结构框图如图7.5所示。 x-y函数记录仪是一种最常用的通用笔式记录仪。其x、y轴各由一套独立的随动系统驱动,使记录笔能在幅面宽大的记录纸上精确记录函数曲线。在加载速率比较缓慢的力学性能试验中是测量和记录负荷-变形曲线的理想设备。 x-y函数记录仪结构 随动系统由输入端、平衡电桥、衰减器、放大器和伺服电动机组成(见图7.6)。输入电压ΔU经过适当衰减,调整到合适的灵敏度,与平衡电桥输出电压合成ΔE,经放大器推动电动机转动。它拖动滑线电阻R3和R4变化,使得平衡电桥输出电压改变,直至合成电压ΔE=0时停止。在这个调节过程中,与滑线电位器上的滑动触点同步的记录笔随之而动,它记录了输入电压ΔU变化的全部过程。如果ΔE=0时手动调节电位器,改变R1和R4,也会迫使电机拖动记录笔移动,改变R3和R4,使得ΔE=0,这就是记录仪上手动调节记录笔位置的工作原理,如图7.6所示。 x-y函数记录仪驱动数字式x-y记录仪也用作计算机的外围设备——数字式绘图仪。如果配置多路通道,就可组成多笔函数记录仪,这种仪器可同时描绘几个因变量与自变量之间的关系,即y1=f(x1),y2=f(x2),y3=f(x3),…,以便进行分析对比。因此,x-y记录仪的用途很广,常用来记录磁性材料的B-H曲线、电子器件的频率特性曲线等。如配上相应传感器,便可用来显示和描绘温度、压力、流量、液位、力矩、速度、应变、位移、振动等的两变量间的函数关系曲线或变量的时间历程曲线。 |
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