shahamion

مقدمه :

هرگاه تغییرات فرکانس در یک مدار نسبتا زیاد باشد ، دستگاههای اندازه گیری آنالوگ همچون قاب گردان با آهنربای دائم ، آهن نرم گردان ، فرودینامیکی ، الکترودینامیکی و ... بطور لحظه ای نمی توانند کمیت مورد نظر را اندازه گیری نمایند . بنابراین برای اندازه گیری تغییرات ولتاژ با فرکانس زیاد و مشاهده شکل موج روی صفحه فلورسانس از دستگاهی بنام اسیلوسکوپ (CRO) استفاده می کنند .

قسمت متحرک دستگاه اسیلوسکوپ ، یک اشعه کاتدی می باشد که این دستگاه در حالت معمولی به ولتاژ حساس است و برای اندازه گیری کمیت های مختلف باید آن را تابع ای از ولتاژ درآورد . بعنوان مثال جهت بررسی تغییرات شتاب یک شی ، باید آنرا به ولتاژ تبدیل و سپس به دستگاه اسیلوسکوپ اعمال نمود .

این عمل بر اساس ساختمان عمومی دستگاههای اندازه گیری امکان پذیر می باشد .

اجرای تشکیل دهنده اسیلوسکوپ (CRO) :

دستگاه اندازه گیری اسیلوسکوپ از قسمت های زیر تشکیل شده است :

1-     توپ الکترونی

2-     صفحات انحراف دهنده

3-     صفحه حساس

4-     حباب شیشه ای

5-     مدارات کنترل 

سه قسمت اول دستگاه اسیلوسکوپ در یک حباب شیشه ای قرار دارد و به کمک مدارات کنترل دستگاه می توان ، کمیت مجهول را روی صفحه نشان داد . توپ الکترونی بطور اجمال قسمتی از سرچشمه و منبع یک دسته اشعه الکترونی متمرکز شده و سریع می باشد . صفحات انحراف دهنده ، عمل انحراف اشعه الکترونی بر روی صفحه حساس را به عهده دارند ( صفحات افقی ، عمل انحراف عمودی الکتریکی و صفحات عمودی ، عمل انحراف افقی الکترون ) .

اجزاء تشکیل دهنده توپ الکترونی :

توپ الکترونی از قسمت های زیر تشکیل شده است :

1-     کاتد

2-     شبکه

3-     آند شتاب دهنده اول

4-     آند متمرکز کننده

5-     آند شتاب دهنده دوم

کاتد استوانه ای است که بوسیله فیلمان گرم کننده از خود اشعه الکترونی متصاعد می کند و بر حسب آنکه ولتاژ اعمال شده به فیلمان کم یا زیاد باشد ، اشعه الکترونی کم یا زیاد می گردد .

جهت کنترل اشعه الکترونی از طبقه ای بنام شبکه استفاده می کنند . این شبکه به صورت استوانه است و ولتاژ اعمال شده به ان خیلی منفی تر از ولتاژ دو سر کاتد می باشد . همچنین شبکه ، کنترل مقدار اشعه الکترونی از کاتد به سمت آند شتاب دهنده اول را به عهده دارد .

برای آنکه اشعه الکترونی بعد از شبکه پراکنده نشود و عمل تمرکز و شتاب به اشعه الکترونی داده شود از سه استوانه آند شتاب دهنده اول ، آند متمرکز کننده و آند شتاب دهنده دوم استفاده می شود . آند شتاب دهنده اول ، اشعه را متمرکز به سمت آند متمرکز کننده هدایت می کند . آند متمرکز کننده اشعه فوق را تمرکز داده و بوسیله آند شتاب دهنده دوم ، سرعت و شتاب به اشعه می دهد و به سمت صفحات منحرف کننده پرتاب می کند. به دلیل شکل استوانه ای  توپ الکترونی ، اشعه بصورت محوری در طول توپ الکترونی حرکت می کند . حال این سوال مطرح می گردد که چگونه می توان اشعه الکترونی صاتع شده از کاتد را متمرکز ، سرعت و شتاب داد و یا به عبارت دیگر اشعه الکترونی چگونه در توپ الکترونی متمرکز ، سرعت و شتاب می گیرد . برای توصیف مورد فوق ، اثر میدان الکتریکی روی بار بررسی می گردد و سپس عمل عدسیهای محدب و مقعر الکتریکی توضیح داده می شود .