光オシロスコープの構造と原理
導入
光オシロスコープ（ライトビームオシログラフ）：測定パラメータは、電流や電圧などの電気量、または電気量に変換されたさまざまな非電気量です。たとえば、機械工学でひずみゲージと組み合わせて使用すると、応力、ひずみ、トルク、振動を測定できます。 待ってください。 光オシロスコープは、光線を使用して記録します。光線には慣性がなく、光学記録には摩擦がありません。光学アームの長さを長くすることで、光増幅効果を高めることもできます。他の記録装置と比較して、光オシロスコープの動作周波数は最大10、000 Hzと高く、一般的なペン記録装置は100 Hzを超えず、ジェット記録装置は1、000 Hzを超えません。また、電流感度が高く、記録誤差が低く、機器が軽くて小さいという利点もあります。特に、数個または数十個の異なるパラメータを同時に記録できるマルチラインオシロスコープにするのに適しています。 ただし、波形図は一定の処理を経なければ作成できません。また、使用する記録紙も高価になります。
最初の光オシロスコープは 20 世紀初頭に登場しました。1960 年代から紫外線直接記録紙が使用され、波形の表示プロセスが大幅に簡素化され、オシロスコープの操作がより便利で信頼性が高くなりました。
構造と原則
光オシロスコープは、測定部と記録部から構成されています。測定部は主に磁電振動子（ガルバノメータを参照）と光学系で構成されています。コイルとワイヤで構成された振動子の可動部には反射板が取り付けられています。光源（白熱灯または高圧水銀灯）から放射された光線が反射板で反射された後、光学系によって感光記録紙上に像点が形成されます。コイルに電流が流れると、コイルと反射板はワイヤを軸として偏向し、光点は感光紙上で水平方向に直線状に移動します。光点の偏向と移動速度は、入力電流とその変化率に関係しています。感光紙は紙送り機構によって駆動され、一定速度で縦方向に移動し、時間の変化を反映できます。感光紙に記録された曲線は、入力電流の時間による変化過程であり、記録された関数形式はy=f(t)です。 発振器は一般に非常に小型に作られており、光オシロスコープには複数（最大 60 個）の発振器を装備できます。各光点の位置を電気的または機械的に調整することで、複数の変数を同時に記録したり、相互に記録したりできます。
パフォーマンスとアプリケーション
発振器は光オシロスコープの重要な部分です。発振器のモデルによって、固有周波数、動作周波数範囲、感度、最大許容電流が異なります。使用するときは、測定する信号に応じて適切な振動子を選択してください。光オシロスコープの記録誤差は通常±5％です。発振器の固有周波数は15000Hzに達し、10000Hz未満の電流信号を記録できます。測定部分は電流で駆動され、入力インピーダンスは低く、通常は数十オームです。内部抵抗の低い電圧信号源または電流信号源を記録するのに適しています。光オシロスコープは、主に電流の過渡過程を記録するために使用されるほか、振動や歪みなどの非電気量を記録および分析し、生理現象の観察にも使用できます。
