Un oscillografo è uno strumento utilizzato per misurare la corrente e la tensione elettrica, e in generale ne esistono di due tipi principali: quelli elettromagnetici e quelli costruiti attorno ai raggi catodici. I modelli elettromagnetici sono più semplici e tendono ad essere meno comuni, anche se molto dipende dall’uso. Lo strumento in entrambe le sue forme è ampiamente utilizzato in ingegneria, telecomunicazioni e medicina, praticamente ovunque siano importanti misurazioni accurate delle uscite elettriche. Tecnicamente parlando, un oscillografo si differenzia dal relativo oscilloscopio in virtù della sua capacità di memorizzare e salvare dati; almeno in origine, gli oscilloscopi erano utili solo per misurazioni in tempo reale e non erano in grado di acquisire punti dati per riferimento futuro. Questo di solito non è più vero, tuttavia, e di conseguenza i termini sono spesso usati in modo intercambiabile.
Concetto di base e usi principali
Ci sono una serie di ragioni per cui le persone potrebbero voler o aver bisogno di misurare le correnti elettriche su piccola scala. I produttori di elettronica sono un buon esempio, e in questi contesti una lettura precisa di quanta energia scorre attraverso un determinato dispositivo è davvero importante per cose come la sicurezza e la compatibilità con le uscite esterne come i cavi di alimentazione. Anche la misurazione delle correnti che attraversano le schede madri dei macchinari e gli interruttori automatici di edifici e uffici è importante in vari modi. In medicina, misurazioni precise delle cariche elettriche pulsate verso l’esterno dal cuore possono fornire una buona indicazione della salute e dei potenziali problemi nel sistema arterioso. Un oscillografo è un modo comodo e portatile di effettuare misurazioni in queste e altre impostazioni simili.
Modelli elettromagnetici
La versione elettromagnetica è uno strumento sorprendentemente semplice. La corrente viene alimentata attraverso lo strumento e in una bobina magnetica. Piccole variazioni nella corrente elettrica provocano l’accumulo di quantità di moto nella bobina. Questa quantità di moto viene misurata e qualsiasi variazione di corrente o tensione è derivata dalla velocità e dalla flessione della bobina.
Esistono due varianti comuni della macchina elettromagnetica standard; uno utilizza i laser e l’altro ha un’uscita diretta. Quando è dotato di un laser, la luce viene rimbalzata dal laser su uno specchio curvo e torna a un ricevitore. Viene misurato il tempo necessario per il ritorno della luce anziché misurare direttamente la bobina. Ciò rende le letture più accurate e rende più facile vedere variazioni più piccole nella corrente. L’output diretto spesso assume la forma di uno o più bracci che disegnano modelli d’onda su carta mentre la corrente viene immessa nella macchina. Questa variazione è l’unica forma di uscita diretta comune negli oscillografi elettromagnetici, altre forme di uscita sono solo stringhe di misurazioni che necessitano di interpretazione prima di essere utili.
Tubo a raggi catodici
Gli oscilloscopi a raggi catodici utilizzano un piccolo schermo simile a un televisore per mostrare il modello d’onda effettivo della corrente mentre viaggia attraverso il dispositivo. Quando non viene alimentata corrente attraverso il dispositivo, il CRT visualizza un singolo punto fisso o un singolo punto che si muove verticalmente sullo schermo. Quando la corrente è in movimento, la potenza si muove attraverso una serie di piastre che misurano la variazione della corrente. La corrente fa sì che queste lastre fluttuino l’una rispetto all’altra e quel movimento viene riflesso sullo schermo dal punto che si muove su e giù. Questo punto in movimento mostra effettivamente la corrente elettrica nella sua forma d’onda. Ciò consente al dispositivo di misurare non solo la corrente standard come fa il modello elettromagnetico, ma anche forme d’onda come i battiti cardiaci.
Progressione e avanzamento
L’oscillografo e il relativo oscilloscopio hanno fatto molta strada dalla loro introduzione nel mainstream all’inizio del 1800. Il primo è stato un modello molto rudimentale che prevedeva una penna montata su un tamburo che contrassegnava le onde in risposta alla stimolazione elettrica. I primi modelli fotografici riguardavano infatti le carte da esposizione, che perdurarono fino all’avvento delle pellicole più moderne; quasi tutti i dispositivi oggi sono digitali e molti sono in grado di memorizzare e trasmettere i risultati elettronicamente in tempo reale.