Oscilograf je alat koji se koristi za mjerenje električne struje i napona, a općenito postoje dvije glavne vrste: oni koji su elektromagnetski i oni koji su izgrađeni oko katodnih zraka. Elektromagnetski modeli su jednostavniji i rjeđi, iako mnogo toga ovisi o upotrebi. Alat u oba svoja oblika ima široku primjenu u inženjerstvu, telekomunikacijama i medicini – u osnovi svugdje gdje su važna točna mjerenja električnih izlaza. Tehnički gledano, oscilograf se razlikuje od povezanog osciloskopa po svojoj sposobnosti pohranjivanja i spremanja podataka; barem izvorno, opsegi su bili dobri samo za mjerenja u stvarnom vremenu i nisu mogli uhvatiti podatkovne točke za buduću referencu. Međutim, to obično više nije točno, i kao rezultat toga se pojmovi često koriste naizmjenično.
Osnovni koncept i glavne namjene
Postoji niz razloga zašto ljudi žele ili trebaju mjeriti električne struje u maloj mjeri. Proizvođači elektronike su dobar primjer, a u tim je kontekstima precizno očitavanje količine energije koja teče kroz određeni uređaj stvarno važno za stvari poput sigurnosti i kompatibilnosti s vanjskim izlazima kao što su kabeli za napajanje. Mjerenje struja koje teku kroz matične ploče strojeva i prekidača zgrada i ureda također je važno na više načina. U medicini, precizna mjerenja električnih naboja koji pulsiraju iz srca mogu dati dobar pokazatelj zdravlja i potencijalnih problema u arterijskom sustavu. Oscilograf je prijenosan i praktičan način mjerenja u ovim i sličnim postavkama.
Elektromagnetski modeli
Elektromagnetska verzija je iznenađujuće jednostavan alat. Struja se dovodi kroz instrument i u magnetsku zavojnicu. Male varijacije električne struje uzrokuju stvaranje zamaha u zavojnici. Taj se zamah mjeri i sve varijacije struje ili napona izvode se iz brzine i savijanja zavojnice.
Postoje dvije uobičajene varijante standardnog elektromagnetskog stroja; jedan koristi lasere, a drugi ima izravan izlaz. Kada je opremljen laserom, svjetlost se odbija od lasera od zakrivljenog zrcala i vraća se na prijemnik. Vrijeme koje je potrebno da se svjetlost vrati se mjeri umjesto da se zavojnica mjeri izravno. To čini očitanja točnijima i olakšava uočavanje manjih varijacija struje. Izravni izlaz često ima oblik jednog ili više krakova koji crtaju valne uzorke na papiru dok se struja dovodi u stroj. Ova varijacija je jedini oblik izravnog izlaza uobičajen u elektromagnetskim oscilografima, drugi oblici izlaza samo su nizovi mjerenja koje je potrebno tumačiti prije nego što budu korisni.
Katodna cijev
Osciloskopi katodnih zraka koriste mali ekran nalik TV-u za prikaz stvarnog valnog uzorka struje dok ona putuje kroz uređaj. Kada se kroz uređaj ne dovodi struja, CRT prikazuje jednu stacionarnu točku ili jednu točku koja se kreće okomito preko zaslona. Kada se struja kreće, snaga se kreće kroz niz ploča koje mjere varijaciju struje. Struja uzrokuje da te ploče fluktuiraju jedna u odnosu na drugu, a to se kretanje reflektira na ekranu tako što se točka kreće gore-dolje. Ova pokretna točka zapravo prikazuje električnu struju u obliku vala. To omogućuje uređaju da mjeri ne samo standardnu struju kao što je to slučaj s elektromagnetskim modelom, već i valne oblike kao što su otkucaji srca.
Napredak i napredak
Oscilograf i povezani osciloskop prošli su dug put od svog uvođenja u mainstream početkom 1800-ih. Prvi je došao vrlo rudimentarni model koji uključuje olovku postavljenu na bubanj koji označava valove kao odgovor na električnu stimulaciju. Najraniji fotografski modeli zapravo su uključivali papire za ekspoziciju, koji su se zadržali sve do pojave modernijeg filma; gotovo svi uređaji danas su digitalni, a mnogi su u mogućnosti pohranjivati i prenositi rezultate elektronički u stvarnom vremenu.