函數(shù)記錄儀的作原理

函數(shù)記錄儀稱為X-Y函數(shù)記錄儀，它是將通過傳感器(如:壓力傳感器，電傳感器，位移傳感器等)測得的變化用函數(shù)圖像的形式繪制在記錄紙上，它能將函數(shù)可視化供人們參考，函數(shù)記錄儀在科研，石油，化，機(jī)械，冶金，療，電與電子方面都有非常廣泛的應(yīng)用。

作原理

函數(shù)記錄儀是種自動平衡式儀表，它能度地自動顯示和記錄已轉(zhuǎn)化成電壓的信號，zui常用的是閉環(huán)零位平衡系統(tǒng)的伺服記錄儀。

伺服記錄儀系統(tǒng)是若待記錄的直信號電壓ui與電位計(jì)的電壓u0不相等，則有電壓ue輸出。電壓ue經(jīng)調(diào)制、放大、解調(diào)后驅(qū)動伺服電動機(jī)，電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)動通過傳動帶(或鋼絲)等傳動機(jī)構(gòu)帶動記錄筆作直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)信號的記錄，同時(shí)與記錄筆相連的電位器的電刷也隨著移動，從而改變著u0的值。當(dāng)u0=ur時(shí)，ue=0，后續(xù)電路沒有輸出，伺服電動機(jī)停轉(zhuǎn)，記錄筆不動。信號電壓ur不斷變化，記錄筆就跟蹤運(yùn)動。由于電位器是線性變化的，所以記錄筆的運(yùn)動幅值與ur的幅值成正比。由于采用零位平衡原理，記錄的幅值準(zhǔn)確性，般誤差小于量程的±0.2%。但是，由于傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械慣性大，頻率響應(yīng)通常在10Hz以下，所以只能記錄變化緩慢的信號。

伺服記錄儀的閉環(huán)零位平衡系統(tǒng)

如果將記錄紙固定不動，使用兩個(gè)互相垂直的記錄筆，它們分別由兩套零位平衡伺服系統(tǒng)驅(qū)動，那么在記錄紙上便描繪出兩個(gè)被測量的關(guān)系曲線，這就是x-y函數(shù)記錄儀的作原理。

x-y函數(shù)記錄儀是種zui常用的通用筆式記錄儀。其x、y軸各由套立的隨動系統(tǒng)驅(qū)動，使記錄筆能在幅面寬大的記錄紙上記錄函數(shù)曲線。在加載速率緩慢的力學(xué)性能試驗(yàn)中是測量和記錄負(fù)荷-變形曲線的理想設(shè)備。

x-y函數(shù)記錄儀結(jié)構(gòu)

隨動系統(tǒng)由輸入端、平衡電橋、衰減器、放大器和伺服電動機(jī)組成。輸入電壓ΔU經(jīng)過適當(dāng)衰減，調(diào)整到合適的靈敏度，與平衡電橋輸出電壓合成ΔE，經(jīng)放大器推動電動機(jī)轉(zhuǎn)動。它拖動滑線電阻R3和R4變化，使得平衡電橋輸出電壓改變，直至合成電壓ΔE=0時(shí)停止。在這個(gè)調(diào)節(jié)過程中，與滑線電位器上的滑動觸點(diǎn)同步的記錄筆隨之而動，它記錄了輸入電壓ΔU變化的過程。如果ΔE=0時(shí)手動調(diào)節(jié)電位器，改變R1和R4，也會迫使電機(jī)拖動記錄筆移動，改變R3和R4，使得ΔE=0，這就是記錄儀上手動調(diào)節(jié)記錄筆位置的作原理。

用途

x-y函數(shù)記錄儀驅(qū)動數(shù)字式x-y記錄儀也用作計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備--數(shù)字式繪圖儀。如果配置多路通道，就可組成多筆函數(shù)記錄儀，這種儀器可同時(shí)描繪幾個(gè)因變量與自變量之間的關(guān)系，即y1=f(x1)，y2=f(x2)，y3=f(x3)，…，以便行分析對比。因此，x-y記錄儀的用途很廣，常用來記錄磁性材料的B-H曲線、電子器件的頻率性曲線等。如配上相應(yīng)傳感器，便可用來顯示和描繪溫度、壓力、量、液位、力矩、速度、應(yīng)變、位移、振動等的兩變量間的函數(shù)關(guān)系曲線或變量的時(shí)間歷程曲線。