Galvanometreler nasıl çalışır ve çalışır?
Bir galvanometre, akıma veya gerilime karşı yüksek hassasiyete sahip, dereceli olmayan bir ölçeğe sahip elektrikli bir ölçüm cihazıdır. Galvanometreler, sıfır göstergesi olarak ve ayrıca galvanometre sabiti biliniyorsa küçük akımları, gerilimleri ve elektrik miktarlarını ölçmek için yaygın olarak kullanılır.
Manyetoelektriğe ek olarak, elektrometre adı verilen elektrostatik gibi başka galvanometre türleri de vardır. Ancak kullanımları çok sınırlıdır.
Galvanometreler için temel gereklilik, esas olarak karşı momentin azaltılması ve uzun ışın uzunluğuna sahip bir ışık işaretçisi kullanılarak elde edilen yüksek hassasiyettir.
Tasarımla ayırt edilirler:
(a) hem gösteren hem de ışıklı göstergelerin kullanıldığı portatif galvanometreler (yerleşik ölçekli);
b) sabit seviye ayarı gerektiren, ayrı bir skalaya sahip ayna galvanometreleri.
Portatif galvanometrelerde, hareketli kısım tellere ve ayna galvanometrelerde - bir süspansiyona monte edilir (Şek. 1).İkinci durumda, çerçevenin (1) sargısına akım beslemesi, bir süspansiyon (2) ve torksuz bir iplik (4) vasıtasıyla gerçekleştirilir. Çerçevenin dönme açısını ölçmek için, üzerinde ışık bulunan bir ayna (3) kullanılır. aydınlatıldığında, özel bir aydınlatıcıdan gelen ışın odaklanır.
Pirinç. 1. Süspansiyon üzerindeki galvanometre cihazı
Bu tasarımın bir ayna galvanometresinin sabiti, ayna ile ölçek arasındaki mesafeye bağlıdır. Örneğin: CAz = 1.2x 10-6-6 A. A • m / mm. Pasaporttaki portatif galvanometreler için, ölçek bölümünün fiyatını belirtin, örneğin: 1 bölüm = 0,5 x 10
En hassas modern ayna galvanometreler 10-11 A-m/mm'ye kadar sabit bir değere sahiptir. Portatif galvanometreler için sabit yaklaşık 10-8 — 10-9 A/div'dir.
Galvanometreler için standart, bir sabitin (veya ölçeğin bir bölümünün) pasaportta belirtilenden ±% 10 sapmasına izin verir.
Galvanometrenin önemli bir özelliği, ölçeğin bitiş işaretinden yumuşak bir şekilde hareket ettiğinde işaretçinin sıfır işaretine geri dönmemesi olarak anlaşılan işaretçinin sıfır konumunun sabitliğidir. Bu parametreye göre, galvanometreler sabit deşarjlara ayrılır. Kalıcılık boşalmasının bir elmas içine alınmış sayısal gösteriminden oluşan, galvanometrenin ibresinin sıfır konumunda kalıcılık boşalmasının geleneksel göstergesi, işaretleme sırasında galvanometrenin ölçeğine uygulanır.
Pirinç. 2. Galvanometre
Birçok galvanometre manyetik bir şant sağlar. Dışarı çıkarılan kolu kullanarak şantın konumunu ayarlayarak, çalışma aralığındaki manyetik indüksiyonun değerini değiştirmek mümkündür.Bu, galvanometrenin sabitini ve bir dizi başka parametresini değiştirir. Standardın gerektirdiği gibi, manyetik şönt doğru akımı en az 3 kez değiştirmelidir. Galvanometrenin pasaportunda ve işaretinde, sabitin değerleri şantın iki uç konumunda gösterilir - tamamen yerleştirilmiş ve tamamen çekilmiş.
Galvanometre, dairesel dönüş sırasında işaretçiyi sıfır işaretinin bir tarafına veya diğer tarafına hareket ettiren bir düzelticiye sahip olmalıdır. Hareketli askı parçasına sahip galvanometreler, örneğin cihaz aşındığında devreye giren bir kilitle (hareketli parçayı mekanik olarak sabitlemek için bir cihaz) donatılmalıdır.
Yüksek hassasiyetleri nedeniyle galvanometreler parazitlerden korunmalıdır, bu nedenle galvanometreler ana duvarlara veya özel tabanlara monte edilerek mekanik şoklardan, kaçak akımlardan - elektrostatik ekranlama vb.
Ölçülen değer değiştiğinde galvanometrenin hareketli parçasının hareketinin doğası, dış devrenin direnci ile belirlenen sönümlemesine bağlıdır. Bir galvanometre ile çalışırken kolaylık sağlamak için, bu direnç, galvanometrenin pasaportunda belirtilen harici kritik direnç RK'ye yakın seçilir. Galvanometre harici bir kritik dirence kapatılırsa, ok yumuşak bir şekilde ve minimum sürede denge konumuna yaklaşır, onu geçmez ve etrafında dalgalanmaz.
Bir balistik galvanometre, saniyenin kesirleri gibi kısa süreler boyunca akan küçük miktarlarda elektriği (akım darbesi) ölçmenizi sağlar. Böylece, balistik galvanometre nabız ölçümleri için tasarlanmıştır.Balistik galvanometre teorisi, hareketli parçanın, hareketli çerçevenin bobinindeki akım darbesinin sona ermesinden sonra hareket etmeye başladığı varsayımını kabul edersek, o zaman B devresinde akan elektrik miktarının ilk maksimum sapmayla orantılı olduğunu gösterir. işaretçi α1m, yani. Q = SatNS α1m, burada Cb galvanometrenin balistik sabitidir ve bölüm başına asılı olarak ifade edilir.
Sb'nin belirli bir galvanometre için değişmeden kalmadığına, ancak genellikle deneysel olarak ölçüm sürecinde belirlenmesini gerektiren harici devrenin direncine bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Yukarıdaki varsayım, galvanometrenin hareketli parçasının atalet momenti ne kadar büyükse ve dolayısıyla serbest salınımların süresi o kadar uzun olursa, o kadar doğru bir şekilde yerine getirilir. Balistik galvanometreler için T0, onlarca saniyedir (geleneksel galvanometreler için - saniye birimleri). Bu, galvanometrenin hareketli kısmının atalet momentinin disk şeklinde ek bir parça yardımıyla arttırılmasıyla elde edilir.