Магнитоэлектрические гальванометры

Гальванометры - это электроизмерительные приборы с высокой чувствительностью к току или напряжению, имеющие, как правило, неградуированную шкалу. Они используются в качестве нуль-индикаторов, а также для измерения малых токов и напряжений. Гальванометры могут быть обычной конструкции - с подвижной рамкой (для постоянного тока) или вибрационные с подвижным магнитом (для переменного тока). Во всех гальванометрах высокой чувствительности используется световой указатель с большой длиной светового луча. Так как чувствительность зеркального гальванометра зависит от длины луча, чувствительность указывают в расчёте на длину луча, равную 1м, например: 10¹⁰ мм / Ам.

Успокоение подвижной части гальванометров, имеющих малый противодействующий момент, зависит от электрического сопротивления внешней цепи. Существует граничный режим успокоения, когда колебательное движение подвижной части переходит в апериодическое. Такой режим называется критическим, а внешнее сопротивление, при котором наступает критический режим движения - внешним критическим сопротивлением гальванометра. Поэтому гальванометры следует включать в цепь с сопротивлением, близким к критическому.

Для защиты гальванометров от различных помех используются электростатические экраны.

Чувствительность гальванометров по току достигает 10¹¹ мм/А м.

Баллистические гальванометры - разновидность гальванометров, исполь- зуемых для измерения малых количеств электричества (импульсов тока), протекающих в течении коротких промежутков времени - долей секунды. Подвижная часть гальванометра начинает свое движение с запаздыванием, после окончания импульса тока - рис. 5.7. Амплитуда первого максимального отклонения α_lm (баллистический отброс) пропорциональна количеству электричества Q, протекающему в цепи:

t_u

Q = ∫I dt = C_Q α _{i m}

⁰

C_Q - цена деления, называемая баллистической постоянной.

t _u - длительность импульса тока.

В баллистических гальванометрах период свободных колебаний подвижной части значительно больше времени t_u и составляет 15-20 с. В связи с тем, что С_Q зависит от сопротивления нагрузки, цену деления надо определять при реальной нагрузке. Серийный баллистический гальванометр М 17/13 имеет постоянную С_Q= 0,8 * 10 ^{- 9} Кл м/мм.

Вибрационные гальванометры используются в качестве нуль-индикаторов в цепях переменного тока частотой до 100 Гц. Гальванометр содержит миниатюрный магнит, размещенный в зазоре магнитопровода а неподвижной катушки, по которой пропускается измеряемый ток. Магнит закреплен на растяжке совместно с отражающим зеркалом светового указателя. Магнит успевает поворачиваться в переменном поле и световой указатель образует на шкале световую полоску, длина которой пропорциональна измеряемому току.

i

t_u

t

α

α_im

0 t

Рис. 5.7. Осциллограммы работы баллистического гальванометра.

Наибольшая чувствительность вибрационных гальванометров будет при совпадении частоты тока с частотой собственных колебаний подвижной системы. Для регулирования частоты собственных колебаний гальванометр содержит дополнительный постоянный магнит, положение которого можно изменять при помощи ручки, выведенной на лицевую панель прибора.

Промышленностью выпускается вибрационный гальванометр М 501, имеющий постоянную по току С₁ =16*10^–8 А/мм и по напряжению С₀=2.2*10^-5 В/мм в диапазоне частот 30 – 100 Гц.