Hur galvanometrar fungerar och fungerar
En galvanometer är ett elektriskt mätinstrument med en icke graderad skala som har hög känslighet för ström eller spänning. Galvanometrar används ofta som nollindikatorer och även för att mäta små strömmar, spänningar och mängder el om galvanometerkonstanten är känd.
Förutom magnetoelektriska finns det andra typer av galvanometrar, till exempel elektrostatiska, kallade elektrometrar. Deras användning är dock mycket begränsad.
Huvudkravet för galvanometrar är hög känslighet, vilket främst uppnås genom att minska motmomentet och använda en ljuspekare med lång strållängd.
De kännetecknas av design:
a) Bärbara galvanometrar (med inbyggd skala) där både indikerings- och ljusindikatorer används.
b) spegelgalvanometrar, med separat skala, som kräver stationär nivåjustering.
I bärbara galvanometrar är den rörliga delen monterad på ledningar och i spegelgalvanometrar - på en upphängning (fig. 1).I det andra fallet utförs strömtillförseln till lindningen av ramen 1 med hjälp av en upphängning 2 och en gänga utan vridmoment 4. För att mäta ramens rotationsvinkel används en spegel 3, på vilken ljus är upplyst, fokuseras en stråle från en speciell belysningsanordning.
Ris. 1. Galvanometerns anordning på upphängningen
Konstanten för en spegelgalvanometer av denna design beror på avståndet mellan spegeln och skalan. Man kom överens om att uttrycka för ett avstånd på 1 m, till exempel: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. För bärbara galvanometrar i passet, ange priset på skalindelningen, till exempel: 1 division = 0,5 x 10
De mest känsliga moderna spegelgalvanometrarna har ett konstant värde på upp till 10-11 A-m / mm. För portabla galvanometrar är konstanten ca 10-8 — 10-9 A / div.
Standarden för galvanometrar tillåter en konstant (eller uppdelning av skalan) att avvika från det som anges i passet med ± 10 %.
En viktig egenskap hos galvanometern är konstantiteten för pekarens nollposition, vilket förstås som att pekaren inte går tillbaka till nollmärket när den smidigt rör sig från skalans slutmärke. Enligt denna parameter är galvanometrar uppdelade i konstanta urladdningar. Den konventionella indikeringen av urladdningen av beständighet vid nollpositionen av galvanometerns pekare, bestående av den numeriska beteckningen av beständighetsurladdningen innesluten i en diamant, appliceras på galvanometerns skala vid markering.
Ris. 2. Galvanometer
Många galvanometrar ger en magnetisk shunt. Genom att justera positionen på shunten med det uttagna handtaget är det möjligt att ändra värdet på den magnetiska induktionen i arbetsgapet.Detta ändrar konstanten såväl som ett antal andra parametrar för galvanometern. Enligt standarden måste den magnetiska shunten ändra likströmmen minst 3 gånger. I galvanometerns pass och i dess märkning anges värdena för konstanten i två ändlägen av shunten - helt insatt och helt indragen.
Galvanometern måste ha en korrigerare som flyttar visaren till ena eller andra sidan av nollmärket under cirkulär rotation. Galvanometrar med rörlig upphängningsdel ska vara försedd med ett lås (en anordning för mekanisk fixering av den rörliga delen), som kopplas in till exempel när anordningen bärs.
På grund av sin höga känslighet måste galvanometrar skyddas från störningar. Så galvanometrar skyddas mot mekaniska stötar genom att montera dem på huvudväggar eller speciella baser, från läckströmmar - genom elektrostatisk skärmning, etc.
Arten av rörelsen hos den rörliga delen av galvanometern när det uppmätta värdet ändras beror på dess dämpning, som bestäms av motståndet hos den externa kretsen. För enkelhetens skull när man arbetar med en galvanometer väljs detta motstånd nära det så kallade externa kritiska motståndet RK som anges i galvanometerns pass. Om galvanometern är stängd för ett externt kritiskt motstånd, närmar sig pilen jämnt och på en minimal tid jämviktspositionen, korsar den inte och fluktuerar inte runt den.
En ballistisk galvanometer låter dig mäta små mängder elektricitet (strömpuls) som flyter under korta tidsperioder - bråkdelar av en sekund. Således är den ballistiska galvanometern designad för pulsmätningar.Den ballistiska galvanometerteorin visar att om vi accepterar antagandet att den rörliga delen börjar röra sig efter slutet av strömpulsen i spolen av den rörliga ramen, då mängden elektricitet som strömmar i kretsen B, proportionell mot den första maximala avböjningen av pekaren alm, dvs. Q = SatNS α1m, där Cb är galvanometerns ballistiska konstant, uttryckt i hängen per division.
Det bör noteras att Sb inte förblir oförändrad för en given galvanometer, utan beror på motståndet hos den externa kretsen, vilket vanligtvis kräver dess bestämning i experimentell mätning. Ovanstående antagande är uppfyllt ju mer exakt, desto större tröghetsmomentet är för den rörliga delen av galvanometern och därför ju längre perioden av fria svängningar To. För ballistiska galvanometrar är T0 tiotals sekunder (för konventionella galvanometrar — enheter av sekunder). Detta uppnås genom att öka tröghetsmomentet för den rörliga delen av galvanometern med hjälp av en ytterligare del i form av en skiva.