Hvordan galvanometre fungerer og fungerer
Et galvanometer er et elektrisk måleinstrument med en ikke-gradert skala som har høy følsomhet for strøm eller spenning. Galvanometre er mye brukt som nullindikatorer og også for å måle små strømmer, spenninger og elektrisitetsmengder hvis galvanometerkonstanten er kjent.
I tillegg til magnetoelektriske, finnes det andre typer galvanometre, for eksempel elektrostatiske, kalt elektrometre. Imidlertid er bruken deres svært begrenset.
Hovedkravet til galvanometre er høy følsomhet, som hovedsakelig oppnås ved å redusere motmomentet og bruke en lyspeker med lang strålelengde.
De er preget av design:
(a) bærbare galvanometre (med innebygd skala) der både indikator- og lysindikatorer brukes;
b) speilgalvanometre, med separat skala, som krever stasjonær nivåjustering.
I bærbare galvanometre er den bevegelige delen montert på ledninger, og i speilgalvanometre - på en oppheng (fig. 1).I det andre tilfellet utføres strømforsyningen til viklingen av rammen 1 ved hjelp av et oppheng 2 og en gjenge uten dreiemoment 4. For å måle rotasjonsvinkelen til rammen brukes et speil 3, på hvilket lys lyser, fokuseres en stråle fra en spesiell illuminator.
Ris. 1. Enheten til galvanometeret på opphenget
Konstanten til et speilgalvanometer av denne utformingen avhenger av avstanden mellom speilet og skalaen. Det ble avtalt å uttrykke for en avstand på 1 m, for eksempel: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. For bærbare galvanometre i passet, angi prisen på skaladelingen, for eksempel: 1 divisjon = 0,5 x 10
De mest følsomme moderne speilgalvanometre har en konstant verdi på opptil 10-11 A-m / mm. For bærbare galvanometre er konstanten omtrent 10-8 — 10-9 A / div.
Standarden for galvanometre lar en konstant (eller inndeling av skalaen) avvike fra det som er angitt i passet med ± 10 %.
Et viktig trekk ved galvanometeret er konstanten til nullposisjonen til pekeren, som forstås som at pekeren ikke går tilbake til nullmerket når den beveger seg jevnt fra skalaens sluttmerke. I henhold til denne parameteren er galvanometre delt inn i konstante utladninger. Den konvensjonelle indikasjonen på utladningen av permanens ved nullposisjonen til pekeren til galvanometeret, bestående av den numeriske betegnelsen på permanentutladningen innelukket i en diamant, påføres galvanometerets skala ved merking.
Ris. 2. Galvanometer
Mange galvanometre gir en magnetisk shunt. Ved å justere posisjonen til shunten ved hjelp av håndtaket som tas ut, er det mulig å endre verdien på den magnetiske induksjonen i arbeidsspalten.Dette endrer konstanten så vel som en rekke andre parametere til galvanometeret. Som standarden krever, må den magnetiske shunten endre likestrømmen minst 3 ganger. I passet til galvanometeret og i dets merking er verdiene til konstanten angitt i to endeposisjoner av shunten - helt satt inn og helt trukket tilbake.
Galvanometeret skal ha en korrektor som flytter pekeren til den ene eller andre siden av nullmerket ved sirkulær rotasjon. Galvanometre med bevegelig opphengsdel skal være utstyrt med en lås (en innretning for mekanisk feste av den bevegelige delen), som kobles inn for eksempel når enheten er slitt.
På grunn av deres høye følsomhet må galvanometre beskyttes mot forstyrrelser. Så galvanometre er beskyttet mot mekaniske støt ved å montere dem på hovedvegger eller spesielle baser, mot lekkasjestrømmer - ved elektrostatisk skjerming, etc.
Arten av bevegelsen til den bevegelige delen av galvanometeret når den målte verdien endres, avhenger av dens demping, som bestemmes av motstanden til den eksterne kretsen. For enkelhets skyld når du arbeider med et galvanometer, velges denne motstanden nær den såkalte ytre kritiske motstanden RKangitt i galvanometerets pass. Hvis galvanometeret er lukket for en ekstern kritisk motstand, nærmer pilen seg jevnt og på minimum tid likevektsposisjonen, krysser den ikke og svinger ikke rundt den.
Et ballistisk galvanometer lar deg måle små mengder elektrisitet (strømpuls) som strømmer over korte tidsperioder - brøkdeler av et sekund. Dermed er det ballistiske galvanometeret designet for pulsmålinger.Den ballistiske galvanometerteorien viser at hvis vi aksepterer antakelsen om at den bevegelige delen begynner å bevege seg etter slutten av strømpulsen i spolen til den bevegelige rammen, så vil mengden elektrisitet som strømmer i kretsen B, proporsjonal med den første maksimale avbøyningen av pekeren α1m, dvs. er. Q = SatNS α1m, hvor Cb er den ballistiske konstanten til galvanometeret, uttrykt i anheng per divisjon.
Det skal bemerkes at Sb ikke forblir uendret for et gitt galvanometer, men avhenger av motstanden til den eksterne kretsen, som vanligvis krever sin bestemmelse i prosessen med målinger eksperimentelt. Forutsetningen ovenfor er oppfylt jo mer nøyaktig, jo større treghetsmomentet til den bevegelige delen av galvanometeret er, og derfor lengre perioden med frie svingninger To. For ballistiske galvanometre er T0 titalls sekunder (for konvensjonelle galvanometre - enheter av sekunder). Dette oppnås ved å øke treghetsmomentet til den bevegelige delen av galvanometeret ved hjelp av en ekstra del i form av en skive.