Стробоскоп

Стробоскоп

Стробоскоп – контрольно-измерительный прибор, наблюдающий быстрые периодические движения, использующий принцип стробоскопического эффекта (наблюдение объекта в периодических интервалах времени, и если время наблюдения объекта позволяет сохранить его изображение, то в силу инерции зрения изображение кажется непрерывным). Периодичность наблюдения обеспечивают специальные приспособления – вращающиеся диски или вспышки света. Стробоскоп измеряет число оборотов механизма, частоту колебаний механической системы, вибрацию, резонанс, а также наблюдает быстро колеблющиеся элементы, так как наблюдаемый объект, совершая периодическое движение, становится видимым на очень короткое время относительно движения.

Стробоскоп был изобретен очень давно, но сначала это было не научнотехническое устройство, а всего лишь игрушка, конструкция которой была основана на свойствах человеческого зрения и восприятия изображения. Самый древний игрушечный стробоскоп имел в своей конструкции два диска, которые вращались на одной общей оси с помощью ручки. На одном диске были нарисованы картинки, такие как образы определенного процесса (например, ходьба). На другом диске были сделаны отверстия, расположенные радиально, для наблюдения за картинками первого диска. Оба диска были спрятаны за экран, в котором было смотровое окошко. При вращении оси диски также вращались, и картинки последовательно показывались в смотровом окошке на малое время, но все изображение сливалось в картину непрерывного движения. Цельное изображение движущегося объекта получалось из недолго видимых отдельных его изображений. Это стробоскопический эффект первого типа. Но если предмет движется периодически, то в стробоскопе возникает ощущение его неподвижности. Это стробоскопический эффект второго типа.

На стробоскопическом эффекте основывается восприятие движений в кино и телевидении. Стробоскопический эффект обеспечивают источники света с регулируемой вспышкой, такие как приборы импульсного освещения. На его основе был создан новый метод – стробирование, основанный на выделении частотного интервала с целью поиска полезных сигналов. Этот метод используется в основном в радиолокации для поиска цели, он позволяет снизить воздействие помех.

На основе стробоскопического эффекта были созданы контрольно-измерительные стробоскопические приборы, используемые в различных научно-технических и производственных областях. Действие приборов основано на периодическом движении объекта и освещении его на малое время сравнительно с движением. Это создает иллюзию неподвижности объекта. Стробоскопические приборы различаются по конструкции и способу действия и бывают механическими, электронными, осциллографическими. Механические стробоскопы имеют диски с отверстиями для наблюдения объекта и измеряют частоту его периодического движения. Этот способ дает возможность измерения угловых скоростей труднодоступных или очень малых объектов без контакта с самим объектом. Диапазоны измерения прибора составляют 300—3000 об/мин и 3000—30 000 об/мин. Электронные стробоскопы имеют в своей конструкции генератор и газоразрядную лампу. Лампа – источник световых импульсов. Генератор задает регулируемую частоту импульсов, изменяя параметры электрической схемы. Этот тип стробоскопа наиболее эффективный и широко распространен в промышленности, точность его измерений доходит до 2%. Число измеряемых им оборотов у движущихся деталей от 250 до 3200 об/мин.

Универсальный стробоскоп с питанием от батарейки используется для измерений как в помещении, так и в полевых условиях. Низкочастотные стробоскопы используются для научных опытов или обеспечения театральных светоэффектов. Частота вспышек этих приборов 1—10 Гц, 10—100 Гц.

Одни электронные стробоскопы регулируют угол зажигания у двигателя автомобиля, другие используются в медицине для диагностических целей. Точность измерений очень высока – до 0,001%.

Осциллографические стробоскопы измеряют амплитуду и длительность электрических импульсов в исследовательских целях с точностью 4%.

Дальнейшее совершенствование конструкций стробоскопов направлено на расширение применения, наблюдения в различных диапазонах излучения, увеличение измерительной способности и точности измерений.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.