记录纸的驱动机构与记录轨迹
出处:computer00 发布于:2008-11-28 13:45:06
记录仪表中的记录纸驱动机构一般由驱动机、变速器和走纸机构组成,如图1所示。驱动机提供记录纸移动的动力;变速器将驱动机的转速变成与走纸速度相对应的转速;走纸机构根据变速器输出的转速使记录纸按要求的速度移动,记录仪表中常用的驱动机为市电供电的交流同步电动机。变速器为机械变速器,通过改变驱动机与走纸滚筒之间的齿轮进行变速。当主动轮齿数减少,从动轮齿数增加时,减速比增大;反之,减速比减小。变速器输出带动走纸滚筒旋转。因为滚筒两端有圆柱形或棱柱形的齿,而记录纸两端也带有齿孔,工作时,滚筒上的齿嵌在记录纸两侧的齿孔中,因此,齿可通过孔带动记录纸移动,如图2所示。记录纸上常压有压轮或压片,用来使记录纸与滚筒保持良好的接触。若仪表中有收纸装置,则压轮或压片可省而不用。图2所示出的是走纸机构的一般结构。
图1 记录纸驱动机构框图
图2走纸机构的一般结构
测量时,动圈和记录笔的偏转角度随被测量改变,而记录纸在同步电动机的驱动之下恒速运动,于是,仪表即可记录出随时间变化的图示轨迹。
采用简单测量机构的仪表,记录笔尖随动圈转动而描绘出来的轨迹是半径R为定值的一段圆弧。与此对应的记录纸的横轴应印有一系列圆弧形状的定时线,如图3所示。这种记录仪表记录的是变形的波形。对同一偏转距离而言,记录笔的长度越长,则变形越小。
图3 动圈式记录仪表
为了避免曲线坐标记录的失真,减少由此引起的误差,可以使用图4所示的记录方式,或连杆机构。这时使用的记录纸的恒定时间线是垂直时间轴的直线,即直角坐标图纸。使用两种不同坐标记录纸记录方波和正弦波的结果见图5。
图4 直线记录轨迹
图5 曲线和直线坐标记录纸记录的方波和正弦波
注意,虽然记录纸上印的分格线可用来校准读数,但记录纸分格与标尺上的分格没有对准,或者记录纸受潮变形等,都会造成附加误差。
图4中,记录纸以恒定的速度通过固定的刀口。随着动圈的偏转,记录沿刃边作出。这种方式消除了图形的直观畸变,但没有消除θ角与偏转量之间的非线性。
虽然图4所示的在直角坐标图纸上获得直接书写记录的方法简单,但必须使用热敏记录纸或电敏记录纸。若用墨水记录,则必须使用图6所示的连杆机构,以获得笔尖的近似直线运动。当记录笔的支点到笔尖的距离为c,支点到滑动点的距离为b,动圈臂的长度为a,三者之间保持一定关系且假定偏转角比较小时,x为一常数。
图6 获得近似直线运动的连杆机构
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