Inregistratoarele grafice

Inregistratoarele grafice

Un inregistrator grafic este un dispozitiv electromecanic care traduce printr-o transformare direct proportionala, semnalul electric de inregistrat (curent sau tensiune) intr-o deplasare liniara sau unghiulara a unui element mecanic ce lasa o urma pe hartie.

Fig. 2. - Schema unui inregistrator grafic

Inscriptorul cu cerneala - fig. - foloseste un creion cu fibra (carioca) care prin capilaritate lasa cerneala pe hartia obisnuita. Sunt cele mai ieftine inregistratoare si sunt folosite in culegerile cu volum mare de inregistrare

Fig. a - Inscriptorul cu cerneala

(de ex. in electroencefalografie). La aceste dispozitive frecventa superioara este limitata la 100150 Hz din cauza masei destul de mari a dispozitivului mobil.

Domeniul dinamic al amplitudinii este 15 mm iar liniaritatea in amplitudine in jur de 510 %. Viteza de derulare a hartiei este reglabila in trepte si uzual se intalnesc valorile de 25; 50; 100; 200 mm/s. Viteza maxima este limitata de banda de frecventa a inscriptorului , care nu permite inregistrarea unor variatii prea rapide in timp.

	Inscriptionare curbilinie

Fig. b - Inscriptorul cu cerneala

	Folosind un brat a varfului de scriere mai lung inscrierea poate fi considerata cu o buna aproximare liniara

Fig. c - Inscriptorul cu cerneala

Inscriptorul cu hartie carbon -fig.4.- sau cu scriere prin presare foloseste o penita usor rotunjita la varf care preseaza hartia suport a datelor de inregistrat pe o hartie de copiat ce este derulata odata cu hartia suport.

Fig. 4. a - Inscriptorul cu hartie carbon

Masa sistemului mobil fiind ceva mai mica fata de cazul precedent banda de frecventa poate ajunge pana la 150200 Hz, fiind limitata de forta de presare pentru inscriere. Deviatia maxima a inscrierii este de 30 mm, liniaritate este cuprinsa intre 3 si 10 % iar viteza maxima de derulare a hartiei este de 1000 mm/s.

Fig. 4. b - Inscriptorul cu hartie carbon

Inscriptorul cu hartie termosensibila foloseste o penita metalica care este incalzita electric si care arde stratul superficial sensibil la caldura al unei hartii speciale. caracteristicila sale sunt: frecventa maxima 200 Hz, inscriere maxima 30 mm, liniaritate ..10%, viteza maxima de derulare a hartiei 1m/s. Pentru ca foloseste o hartie speciala pretul este de aproximativ 3 ori mai mare fata de un inregistrator cu penita cu cerneala.

Fig. 5. - Diverse tipuri de inscriptoare

Inscriptorul cu spot luminos (d) -fig.5.- foloseste un traductor magnetoelectric la care bobina mobila este inlocuita cu o bucla dintr-un conductor subtire prin care trece curentul de inregistrat, bucla de care este fixata o mica oglinda (galvanometru cu oglinda). Pe hartia fotosensibila se obtine traseul vizibil imediat, care trebuie insa stabilizat fata de alte surse de radiatii ultraviolete. Banda de frecventa la diferite tipuri constructive este limitata superior la 5002000 Hz; domeniul dinamic al amplitudinii de inscriere poate fi mai mare de 100 mm, liniaritatea sub 3%, viteza maxima de derulare a hartiei fotosensibile poate depasi 10m/s.

1 - Bucla oscilografului 2 - magnet 3 - tub de sticla 4 - duza 5 - jet de cerneala 6 - rezervor de cerneala 7 - pompa 8 - filtru

Inscriptorul cu jet de cerneala sub presiune -fig.6.-foloseste hartie obisnuita si are sistemul mobil format dintr-o bucla, asemanator oscilografului cu spot, dar in locul oglinzii se afla o duza cu un orificiu de diametru 0,01 mm, alimentata printr-un tub de sticla subtire cu cerneala sub presiune (cateva atmosfere) de la un rezervor. Frecventa de taiere la inalte este 6001250 Hz, domeniul dinamic 30 mm, liniaritate 24%, viteza de derulare maxima 10m/s.

Fig. 6. - Inscriptorul cu jet de cerneala sub presiune

Osciloscoapele au devenit un instrument elementar de lucru in inginerie industrie si medicina si aceasta pentru ca osciloscopul nu afiseaza numai amplitudinea semnalului ci si evolutia acestora in timp. Inima oricarui osciloscop este tubul catodic care este alcatuit in principal dintr-un tun electronic a carui fascicol este accelerat si focalizat de electrozi special conceputi. Fascicolul electronic loveste un ecran pe care este depus un luminofor cu proprietatea de a transforma in radiatie luminoasa energia cinetica a electronilor. Fara influente din exterior fascicolul loveste exact centrul ecranului. Din acest motiv exista doua perechi de grile de deflexie (pe orizontala si pe verticala) Acestea au rolul de a deplasa spotul pe orizontala aplicandu-se un semnal dinte de ferastrau pe prima pereche de grile de deflexie si semnalul ce se doreste a fi vizualizat pe cea de a doua pereche.

Osciloscoapele uzuale insa nu sunt utilizabile pentru vizualizarea semnalelor biologice de foarte joasa frecventa deoarece:

1. declansarea spotului in regim de sincronizare interna conduce la pierderea portiunii initiale a semnalului, iar declansarea externa nu este intotdeauna posibila;

2. viteza mica de deplasare a spotului pe orizontala conduce la intesitati mari ale spotului pe portiunile de semnal lent variabil si la intersitati mici pe portiunile rapid variabile (e.g. 'disparitia' spotului pe fronturile impulsurilor);

ecranele de dimensiuni mici ale osciloscoapelor nu asigura vizualizarea detaliilor din semanle;

4. este dificil sa se afiseze mai mult de doua semnale pe un singur tub.

Aceste limitari sunt eliminate la afisoarele cu tub catodic de uz medical prin utilizarea unor tuburi cu ecran mare si a unui mod de desfasurare a spotului pe verticala specific. Desfasurarea pe verticala se obtine prin folosirea unei baleieri tip rastru si a unei modulatii in intersitate a spotului.

Baleierea se face pe verticala (spre deosebire de baleierea pe orizontala in TV), neintretesut, si este asigurata de un oscilator OS sinusoidal cu frecventa suficient de mare pentru a se acoperi ecranul. Pentru osciloscoapele medicale se folosesc si substante luminofore cu reminiscenta mare sau alte tipuri de memorie.

Osciloscoapele medicale moderne -fig- 7- sunt bazate pe o serie de noi tehnologii digitale incluzand si folosirea microprocesoarelor precum si selectarea optiunilor prin metoda "touch screen". Principiul de functionare al acestora este simplu. Pe marginile carcasei tubului catodic exista o serie de surse de radiatie in infrarosu si corespunzator fiecarui emitator cate un receptor in infrarosu pe latura opusa. In momentul in care operatorul doreste sa selecteze o anumita optiune degetul sau intrerupe fascicolul IR de la emitator la receptor si este selectata optiunea respectiva.

In ultimul timp au aparut sisteme de vizualizare a semnalelor (osciloscoape de uz medical) care folosesc in loc de tub catodic ecrane cu cristale lichide. Acestea au avantajul unui consum redus si a unei mase reduse. La aceste sisteme nu mai este necesara folosirea perechilor de emitatori/receptori in IR pentru ca in momentul cand operatorul atinge ecranul cu degetul se modifica rezistenta locala sau capacitatea si se face selectarea optiunii alese.

Fig. 7. - Osciloscop medical modern