Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Электричество и электроника для всех. Добро пожаловать в это пространство, посвященное основам электричества и электроники, электрическим установкам и практическому применению этих замечательных наук. Этот сайт был разработан, чтобы предоставить знания, практику и ссылки, необходимые для облегчения вашего обучения.
 
 

 

Справочник электрика / Электрические измерения

 

Как устроены и работают гальванометры


Как устроены и работают гальванометрыГальванометром называется электроизмерительный прибор с неградуированной шкалой, имеющий высокую чувствительность к току или напряжению. Гальванометры широко используются в качестве нуль-индикаторов, а также для измерения малых токов, напряжений и количеств электричества, если известна постоянная гальванометра.

Кроме магнитоэлектрических существуют и некоторые другие виды гальванометров, например электростатические, называемые электрометрами. Однако их применение весьма ограничено.

Основное требование, предъявляемое к гальванометрам, — высокая чувствительность, которая достигается, главным образом, путем уменьшения противодействующего момента и использования светового указателя с большой длиной луча.

По конструктивному оформлению различают:

а) гальванометры переносные (со встроенной шкалой), в которых используются как стрелочные, так и световые указатели;

б) гальванометры зеркальные, с отдельной шкалой, требующие стационарной установки по уровню.

В переносных гальванометрах подвижная часть устанавливается на растяжках, а в зеркальных — на подвесе (рис. 1). В последнем случае токоподвод к обмотке рамки 1 осуществляется посредством подвеса 2 и безмоментной нити 4. Для измерения угла поворота рамки служит зеркальце 3, на которое фокусируется луч света от специального осветителя.

Устройство гальванометра на подвесе

Рис. 1. Устройство гальванометра на подвесе

Постоянная зеркального гальванометра данной конструкции зависит от расстояния между зеркальцем и шкалой. Ее условились выражать для расстояния, равного 1 м, например: СI = 1,2х 10-6-6 А. А•м/мм. Для переносных гальванометров в паспорте указывают цену деления шкалы, например: 1 деление = 0,5 х 10

Наиболее чувствительные современные зеркальные гальванометры имеют постоянную до 10-11 А-м/мм. У переносных гальванометров постоянная составляет примерно 10-8 — 10-9 А/дел.

Стандарт на гальванометры допускает отклонение постоянной (или цены деления) от указанной в паспорте на ±10%.

Важной характеристикой гальванометра является постоянство нулевого положения указателя, под которым понимают невозвращение указателя к нулевой отметке при плавном его движении от крайней отметки шкалы. По этому параметру гальванометры делят на разряды постоянства. Условное обозначение разряда постоянства нулевого положения указателя гальванометра, состоящее из цифрового обозначения разряда постоянства, заключенного в ромб, наносят на шкалу гальванометра при маркировке.

Гальванометр

Рис. 2. Гальванометр

Многие гальванометры снабжают магнитным шунтом. Регулируя положение шунта посредством выведенной наружу ручки, можно менять значение магнитной индукции в рабочем зазоре. При этом изменяется постоянная, а также ряд других параметров гальванометра. По требованию стандарта, магнитный шунт должен изменять постоянную по току не менее чем в 3 раза. В паспорте гальванометра и в его маркировке указывают значения постоянной при двух крайних положениях шунта — полностью введенном и полностью выведенном.

Гальванометр должен иметь корректор, перемещающий при круговом вращении указатель в ту или другую сторону от нулевой отметки. Гальванометры с подвижной частью на подвесе должны быть снабжены арретиром (приспособлением для механической фиксации подвижной части), который включают, например, при переноске прибора.

Гальванометры ввиду высокой чувствительности необходимо защищать от помех. Так, от механических сотрясений гальванометры защищают, устанавливая их на капитальные стены или специальные фундаменты, от токов утечек - электростатическим экранированием и т. п.

Характер движения подвижной части гальванометра при изменении измеряемой величины зависит от его успокоения, которое определяется сопротивлением внешней цепи. Для удобства работы с гальванометром это сопротивление подбирают близким к так называемому внешнему критическому сопротивлению RK, указанному в паспорте гальванометра. Если гальванометр замкнут на внешнее критическое сопротивление, то указатель плавно и за минимальное время подходит к положению равновесия, не переходит его и не совершает около него колебаний.

Баллистический гальванометр позволяет измерять малые количества электричества (импульс тока), протекающие в течение коротких промежутков времени — долей секунды. Таким образом, баллистический гальванометр предназначен для импульсных измерений. Теория баллистического гальванометра показывает, что если принять допущение о том, что подвижная часть начинает свое движение после окончания импульса тока в обмотке подвижной рамки, то количество электричества, протекшее в цепи Q, пропорционально первому максимальному отклонению указателя α1m, т. е. Q = Сбх α1m, где Сб — баллистическая постоянная гальванометра, выражаемая в кулонах на деление.

Следует отметить, что Сб не остается неизменной для данного гальванометра, а зависит от сопротивления внешней цепи, что требует обычно ее определения в процессе измерений опытным путем. Указанное выше допущение выполняется тем точнее, чем больше момент инерции подвижной части гальванометра и, следовательно, больше период свободных колебаний То. Для баллистических гальванометров То составляет десятки секунд (для обычных гальванометров — единицы секунд). Это достигается увеличением момента инерции подвижной части гальванометра с помощью дополнительной детали в виде диска.

Школа для электрика