ГМИ методичка

сетку пентода VL2 (рис. 14.12-е, в момент t2). Пентод открывается и через некоторое время (к моменту t4, рис. 14.12-ж) конденсатор С8 разряжается.Напряжениенаанодевозвращается,анасеткепентода U6 (рис. 14.12-е) на короткое время становится положительным, но после быстрого заряда конденсатора сеточным током первой сетки становится близким к нулевому значению.

Во время уменьшения напряжения на анодеVL2, луч на экране ЭЛТ должен двигаться в обратном направлении. Однако, начиная с момента t2, луч перестает светиться, его обратное движение не наблюдается.

НавторуюпластинугоризонтальногоотклонениялучаЭЛТпоступает напряжение, снимаемое с ползунка потенциометра R13.

Когда напряжение на обоих отклоняющих пластинах ЭЛТ одинаково, луч находится в середине экрана. Изменяя напряжение на правойпластинеЭЛТвращениемползункапотенциометраR13,можно менять временной интервал tзап. от момента t0 – запуска развертки до момента достижения лучом центра экрана.

Действительно, напряжение U8 на средней точке потенциомет­ ­ ра R13 (рис. 14.11) определяется соотношением:

где R*13 – сопротивление между ползунком потенциометра R13 и его нижним по схеме выводом.

Равенство напряжений U7 и U8 (рис. 14.11 и рис. 14.12-ж) наблюдается в момент времени tзап.:

Отсюда следует:

Отраженныйотоблакасветовойсигналзапаздываетотносительно момента посылки светового зондирующего импульса на время:

211

Однако, такое запаздывание отмечается только для светового сигнала, поступающего на вход приемного устройства. Прохождение электрического сигнала по приемному тракту не является мгновенным процессом. Каждый усилительный каскад проявляет слабо выраженные инерционные свойства, которыми практически всегда можнопренебречь.Однако,вданномслучае,посколькунеобходимо с высокой точностью измерять расстояния до отражающего объекта по временному запаздыванию сигнала, следует учитывать все временные задержки, возникающие во всех элементах тракта прохождения сигнала.

Длительность задержки сигнала в приемном тракте tпр. зависит от числа усилительных каскадов. В приемном тракте ИВО-IМ пять усилительных каскадов и суммарная задержка сигнала в нем может достигать 1,4–1,6 мкс. Следовательно, на выходе последнего усилительного каскада сигнал появится с задержкой:

Если в этот момент луч на экране ЭЛТ должен проходить через центр, необходимо обеспечить выполнение равенства:

Обратим внимание на независимость результатов измерения высоты от напряжения Ua3 (рис. 14.11), питающего генератор развертки и делитель напряжения R35, R59, R13, R40. Это очень важная особенность принципа измерения высоты Н, существенно повышающая точность измерений.

Величина R*13 зависит от угла поворота ползунка потенциометра R13. Тогда:

212

Используемыйвприборепотенциометрдолжениметьлинейнуюзависимость сопротивления R(α) от угла поворота ползунка:

где αmax. = 260° – полный угол поворота ползунка потенциометра R13. У реально выпускаемых потенциометров зависимость R(α) отклоняется от линейной. Для того, чтобы при измерении не возникала погрешность, связанная с отклонением реальной зависимости от идеализированной линейной, в заводских условиях для каждого потенциометра R13 изготавливается индивидуальная шкала для отсчета значений Н. Каждый прибор комплектуется двумя шкалами. Один потенциометр R13 со своей шкалой устанавливается в прибор. Другой находится в ЗИПе (запасном имуществе прибора). При смене потенциометра R13 в случае его отказа необходимо обязательно

менять и шкалу прибора.

В реальной схеме всегда наблюдаются отклонения величин сопротивлений и емкостей от номинальных значений. Переменные резисторы позволяют скомпенсировать эти отклонения. Резистор R40 позволяет откорректировать начальное (минимальное) горизонтальное отклонение луча, R59 – максимальное смещение по горизонтали, R36 – постоянную времени заряда емкостей С8. Используя для подстроечных регулировок эти переменные резисторы, можно добиться близкого соответствия показаний прибора реальным значениям измеряемой величины и произвести измерения с погрешностью, не превышающей паспортных значений, которые приведены в табл. 14.1.

14.5. Генератор калибровочных меток

Генератор калибровочных меток (ГКМ) предназначен для оперативной проверки точности градуировки шкалы прибора и его настройки с целью уменьшения погрешности, ГКМ расположен

впульте управления.

Вмомент посылки зондирующего сигнала ГКМ начинает вырабатывать последовательность кратковременных импульсов, частотаследованиякоторыхравна1,5МГцихарактеризуетсявысокой стабильностью. От ГКМ импульсы могут поступать через переключатель S4 (рис. 14.6) на пластину вертикального отклонения луча

213

ЭЛТ и наблюдается на ее экране. Временной интервал, разделяющий соседние импульсы, равен 2/3 мкс. За это время световой импульс успевает пройти 200 м в пространстве, т. е. учитывая прием отраженных сигналов, пространственный интервал, соответствующийсоседнимимпульсам,равен100м.Этопозволяетотносительно просто производить проверку точности градуировки шкалы прибора. Принципиальная схема ГКМ представлена на рис. 14.13.

ГКМ питается от источника +300 В через RC-фильтр, состоящий из резистора R27 и конденсаторов С11 и С17. На резисторе R27 падает часть напряжения источника питания, и напряжение анодного питания становится равным U (рис. 14.13).

В исходном состоянии триод VL3а открыт. Через индуктивность L1 протекает постоянный ток (через колебательный контур L1–С13–С12)иколебаниявнемотсутствуют.Напряжениянаэлектро- дах лампVL3 иVL4 постоянны, и через элементы схемы протекают постоянные токи.

При переходе генератора импульсов подсветки в квазиустойчивое состояние, отрицательный импульс напряжения поступает через конденсаторС10 науправляющуюсеткутриодаVL3аизакрываетего. В результате начинают происходить колебания в контуреL1–С13–С12, и переменное синусоидальное напряжение с частотой 1,5МГц через конденсаторС15 поступаетнауправляющуюсеткутриодаVL3b,ачерез конденсаторС14 на сетку выходного каскада ГКМ, выполненного на пентоде VL4. Ток триода VL3b протекает через индуктивность L2, и переменная составляющая этого тока наводит ЭДС в индуктивности L1 колебательного контура. Благодаря этому в колебательный контур вносится энергия, которая восполняет потери в нем. В колебательном контуре происходят незатухающие колебания.

Пентод VL4 усиливает поступающий на него синусоидальный сигнал и ограничивает его. Выходные импульсы через конденсатор С16 и переключатель S4 поступают на пластину вертикального отклонения луча ЭЛТ в форме отрицательных импульсов напряжения (при установке переключателя S4 в положение «Калибровка»).

Дополнительные сведения о генераторе калибровочных меток для студентов группы «И»

Временные диаграммы, поясняющие принцип действия ГКМ представлены на рис. 14.14. В исходном состоянии (до прихода импульса запуска) все лампы ГКМ открыты, т. к. на их управляющие сетки подано напряжение, равное нулю. Через индуктивность L1 и L2, а также через резистор R31 протекают постоянные токи.

214

Напряжение на аноде VL3а и VL3b равно Uа4, а на аноде VL4 несколько ниже этой величины (на величину падения напряжения на резисторе R31, рис. 14.13 и 14.14-г, д).

Колебательный контур С12 настраивается на частоту 1,5 МГц с помощью подстроечного конденсатора С12. Контур зашунтирован резистором R12, подбираемым при заводской настройке таким образом, чтобы при открытой лампе VL3а суммарные потери в контуре были бы значительны и не допускали возникновения колебательного процесса, а при закрытой лампе VL3а (при меньших потерях) колебания могли бы возникать и поддерживаться.

Рис. 14.14. Временные диаграммы, поясняющие действие генератора калибровочных импульсов

216

В момент t0 от генератора импульсов подсветки начинает приходить отрицательный импульс напряжения Uподс. (рис. 14.14-б). Напряжение на сетке триода VL1а становится меньше потенциала запирания лампы Uзап. (рис. 14.13-в). При запирании лампы VL3а в колебательном контуре L1–С13–С12 начинают происходить колебания, и напряжение на аноде триода начинает изменяться (рис. 14.13-г). Переменная составляющая напряжения U2 через конденсатор С15 поступает в цепь сетки триода VL3б, и протекающий через триод ток начинает изменяться с частотой собственных колебаний контура 1,5 МГц.

Ток триода VL3b протекает через индуктивность L2. За счет взаимной индукции, связывающий индуктивности L1 и L2, переменная составляющая тока, протекающего через индуктивность L2, наводит ЭДС в индуктивности L1, и в колебательный контур таким образом вносится энергия, компенсирующая потери в нем. Если вносимая в колебательный конур энергия будет равна энергии, теряемой в нем, то амплитуда колебаний в контуре будет неизменной (рис. 14.14-г, временной интервал t0–t1). Резистор R12, шунтирующий колебательный контур, подбирается при заводской настройке таким, чтобы возникающие при запирании триода VL3а колебания имели бы неизменную амплитуду.

При отпирании триода VL3а потери в колебательном контуре возрастают, и амплитуда колебаний начинает убывать по экспоненциальному закону (рис. 14.14-г, временной интервал t1–t2). Напомним, что убывающие по амплитуде импульсы на экране ЭЛТ не видны, т. к. в момент t1 происходит гашение луча.

Переменная составляющая напряжения U2 через конденсатор С14 поступает на управляющую сетку пентода VL4. В первые 3–4 положительных полупериода происходит заряд разделительного конденсатора С14, в результате чего на сетке VL4, наряду с переменной составляющей напряжения появляется отрицательная постоянная составляющая. Пентод VL4 начинает закрываться и после третьего-четвертого положительного полупериода входного сигнала открывается только на время действия положительных полуволн напряженияU2.Анодноенапряжениеимеетформу,представленную на рис. 14.13-д. Во время действия отрицательных полупериодов входногосигналапентодVL4закрывается,инапряжениенаегоаноде становится равным Uа4.

Переменная составляющая напряжения U3 через конденсатор С16 и переключатель S4, находящийся в положении «Калибровка»

217

поступает в виде отрицательных импульсов напряжения на отклоняющую пластину вертикального отклонения луча ЭЛТ. Поскольку отрицательные импульсы напряжения поступают на нижнюю отклоняющую пластину, они отклоняют луч на экране ЭЛТ вверх.

Для проверки правильности градуировки шкалы прибора в его паспорте приводится таблица, устанавливающая соответствие между порядковым номером импульса, вершина которого располагается в центре экрана ЭЛТ и углом поворота оси потенциометра R13. Шкала прибора имеет двойную градуировку – в градусах и метрах. Если при проверке градуировки с использованием генератора калибровочных меток обнаруживается расхождение относительно паспортных данных, превышающее два градуса, необходимо произвести корректировку шкалы прибора. Для этого следует выполнить подстройку, используя потенциометры генератора развертки R36,

R40, R59.

14.6. Узлы управления положением крышек приемника и передатчика

В нормальном состоянии крышки приемника и передатчика закрыты.Ониоткрываютсянавремяпроведенияизмерений.Управление их положением осуществляется дистанционно с пульта управления.

Принципиальная схема узлов управления положением крышек представлена на рис. 14.15. У приемника и передатчика узлы управления положением крышек одинаковые, и поэтому на рис. 14.15 показаны только узлы приемника.

Питающее напряжение 220 В, 50 Гц поступает на разъем X1, и через предохранитель Pи переключатель S2 подается на первичную обмотку трансформатора Т4. Вторичные обмотки трансформатора объединены в три параллельно соединенных группы (20–22, 11–12, 18–17), одна из которых состоит в свою очередь из трех последовательно соединенных обмоток (20–19, 13–14, 21–22). Это позволяет увеличить суммарный ток, отдаваемый в нагрузку.

Напряжение в приемник и передатчик от вторичных обмоток трансформатора Т4 поступает через разъемы Х2 и Х4 и кабельные линии связи, а также тумблер S3 («Откр.»–«Закр.»). В приемнике и передатчике напряжение на реверсивный двигатель М поступает через концевые выключатели S7 и S8. Ток, протекающий через

218

обмотку 3–4, сдвинут по фазе относительно тока, протекающего через обмотку 1–2 на угол близкий к 90°, за счет применения конденсатора С3, включенного последовательно с обмоткой. Режим открывания крышек иллюстрируется упрощенной принципиальной схемой (рис. 14.16). В исходном состоянии при закрытых крышках контакты концевых выключателей S7 и S8 находятся в положении, приведенном на схеме (рис. 14.16-а). Поэтому, когда переключатель S3 переводится в положении «Откр.», на обе обмотки реверсивного двигателя поступает напряжение. Ротор двигателя начинает вращаться и перемещает крышки – они открываются. Открывание происходит до тех пор, пока не окажутся переключенными концевые выключатели S7 и S8. После их переключения соединения в схеме станут соответствовать приведенным на рис. 14.16-б.

После переключения концевых выключателей продолжает протекать ток по обмоткам двигателей по цепи, включающей вторичные обмотки трансформатора Т4, резистор R14, сигнальную лампу VL23 и обмотки двигателей. Этот ток достаточен для свечения лампы VL23, но пренебрежительно мал для работы двигателя.

Рис. 14.16. Упрощенная принципиальная схема, иллюстрирующая режим открывания крышек

220