En oscillograf är ett verktyg som används för att mäta elektrisk ström och spänning, och i allmänhet finns det två huvudtyper: de som är elektromagnetiska och de som är uppbyggda kring katodstrålar. Elektromagnetiska modeller är enklare och tenderar att vara mindre vanliga, även om mycket beror på användningen. Verktyget i båda dess former har stor användning inom teknik, telekommunikation och medicin – i princip överallt där exakta mätningar av elektriska uteffekter är viktiga. Tekniskt sett skiljer sig en oscillograf från det relaterade oscilloskopet på grund av dess förmåga att lagra och spara data; åtminstone ursprungligen var scopes bara bra för realtidsmätningar och kunde inte fånga datapunkter för framtida referens. Detta är dock vanligtvis inte sant längre, och som ett resultat används termerna ofta omväxlande.
Grundkoncept och huvudsakliga användningsområden
Det finns ett antal anledningar till varför människor kan vilja eller behöva mäta elektriska strömmar i liten skala. Elektroniktillverkare är ett bra exempel, och i dessa sammanhang är en exakt läsning av hur mycket energi som flödar genom en given enhet mycket viktig för saker som säkerhet och kompatibilitet med externa utgångar som strömsladdar. Att mäta strömmarna som går genom moderkort till maskiner och strömbrytare i byggnader och kontor är också viktigt på flera sätt. Inom medicin kan exakta mätningar av de elektriska laddningarna som pulseras ut från hjärtat ge en god indikation på hälsa och potentiella problem i artärsystemet. En oscillograf är ett bärbart och bekvämt sätt att göra mätningar i dessa och liknande inställningar.
Elektromagnetiska modeller
Den elektromagnetiska versionen är ett förvånansvärt enkelt verktyg. Ström matas genom instrumentet och in i en magnetisk spole. Små variationer i den elektriska strömmen gör att momentum byggs upp i spolen. Detta momentum mäts och eventuella variationer i ström eller spänning härleds från spolens hastighet och böjning.
Det finns två vanliga varianter av den vanliga elektromagnetiska maskinen; en använder lasrar och den andra har en direkt utgång. När den är utrustad med en laser studsar ljuset från lasern från en böjd spegel och tillbaka till en mottagare. Tiden det tar för ljuset att återvända mäts istället för att spolen mäts direkt. Detta gör avläsningarna mer exakta och gör det lättare att se mindre variationer i strömmen. Direktutmatning tar ofta formen av att en eller flera armar ritar vågmönster på papper när strömmen matas in i maskinen. Denna variation är den enda formen av direkt utsignal som är vanlig i elektromagnetiska oscillografer, andra former av utsignaler är bara strängar av mätningar som behöver tolkas innan de är användbara.
Katodstrålerör
Katodstråleoscilloskop använder en liten TV-liknande skärm för att visa det faktiska vågmönstret för strömmen när den färdas genom enheten. När ingen ström matas genom enheten visar CRT en enda stationär punkt eller en enda punkt som rör sig vertikalt över skärmen. När strömmen rör sig rör sig kraften genom en serie plattor som mäter variationen i strömmen. Strömmen gör att dessa plattor fluktuerar i förhållande till varandra, och den rörelsen reflekteras på skärmen genom att punkten rör sig upp och ner. Denna rörliga punkt visar faktiskt den elektriska strömmen i sin vågform. Detta gör att enheten kan mäta inte bara standardström som den elektromagnetiska modellen gör, utan även vågformer som hjärtslag.
Framsteg och avancemang
Oscillografen och det relaterade oscilloskopet har kommit långt sedan de introducerades till mainstream i början av 1800-talet. Först kom en mycket rudimentär modell som involverade en penna monterad på en trumma som markerade vågor som svar på elektrisk stimulering. De tidigaste fotografiska modellerna involverade faktiskt exponeringspapper, som bestod till tillkomsten av mer modern film; nästan alla enheter idag är digitala, och många kan lagra och överföra resuts elektroniskt i realtid.