Новости партнёров:



Измерительные приборы

Измерительными приборами называют такие, которые дают возможность сравнивать данные величины с другими, заранее известными.

Измерительные приборы могут быть подразделены на два отдела.

  • Приборы, служащие для лабораторных исследований, как, например, гальванометры, вольтаметры, измерители сопротивлений и прочие, обладающие чрезвычайной точностью измерения, но в большинстве случаев требующие сложной и кропотливой установки при отсутствии непосредственных отсчётов (без вычислений).
  • Приборы технические, которые, как, например, амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, счётчики электрической энергии и прочие, при несложности и быстроте установки, дают возможность быстрых и непосредственных отсчётов, без каких бы то ни было вычислений, в существующих практических единицах с достаточной для практики точностью.

Означенные приборы предназначаются для контроля работы станций, вырабатывающих ток, и должны позволять производить непосредственные и быстрые отсчеты на их шкалах в употребительных практических единицах без каких бы то ни было добавочных хлопотливых вычислений.

Те из этих приборов, которые обладают особой чувствительностью и надежной конструкцией при наивысшей точности, носят название прецизионных.

Приборы, подвижные части которых, а следовательно и стрелка, при отклонении не совершают долгих колебаний и быстро успокаиваются, называются апериодическими.

Лабораторные приборы

Из наиболее употребительных лабораторных приборов можно, привести следующие:

Гальванометры, служат для обнаружения присутствия токов (в большинстве случаев слабых), а также и для измерения их. Означенные приборы могут быть подразделены на 3 типа:

  • Гальванометры с подвижным магнитом основаны на действии тока на подвижной магнит. Катушка с обмоткой располагается в плоскости магнитного меридиана; внутри неё (в центре) подвешивается (на некручёной нити) небольшой магнит, скрепленный с указателем в виде стрелки на той же оси. Форма магнита не всегда бывает прямолинейной, и ей часто придают форму колоколообразного магнита (подковой).

При прохождении через обмотку тока магнит отклоняется и тем больше, чем большей силы ток течёт в обмотке. По углу отклонения судят о силе тока.

К приборам, основанным на этом принципе, относятся, например, зеркальный гальванометр Томсона, тангенс-гальванометр Сименса и прочие.

Для того, чтобы ослабить действие земного магнетизма и сделать тем самым прибор более чувствительным, под катушкой гальванометра помещают другой магнит, полюса которого располагают противоположно полюсам земного поля, то есть северный полюс к югу, а южный к северу. Тогда этот магнит оказывает на магнитную стрелку действие, противоположное действию земного магнетизма, и, стало быть, ослабляет это последнее.

Второй приём для ослабления действия земного магнетизма на магнитную стрелку гальванометра состоит в употреблении вместо обыкновенной, так называемой, «астатической» (неустойчивой) стрелки, состоящей из двух одинаковых магнитных стрелок, укрепленных параллельно друг к другу на одном стержне так, что полюса их направлены в противоположные стороны. Так как действия земного магнетизма на такие стрелки равны и взаимно противоположны, то действие земного магнетизма на всю астатическую стрелку уничтожается.

  • Гальванометры с неподвижным магнитом основаны на действии неподвижного подковообразного магнита на подвижную обмотку из нескольких витков (соленоид), через которую пропускается исследуемый ток. К некрученой нити, на которой подвешивается подвижная обмотка, прикрепляют указатель или, чаще всего, зеркальце.

Ток, проходя по обмотке соленоида, создает магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем основного магнита, поворачивает на некоторый угол обмотку соленоида, тем больший, чем большей силы ток идёт по обмотке. Величина отклонения обмотки замечается по отклонению указателя или по отражению луча света от зеркала (зайчик) на шкале, помещённой на определённом расстоянии от прибора.

На этом принципе основан, например, гальванометр Депред Арсонваля и другие.

  • Гальванометр с шунтом есть обыкновенный гальванометр, между зажимами которого включено определённое сопротивление (шунт).

Применяется шунт в тех случаях, когда сила тока, проходящая через гальванометр, оказывается слишком значительной и может дать отклонение указателя гальванометра, выходящее за пределы шкалы, или вызвать перегорание обмотки.

Благодаря тому, что сопротивление шунта берётся значительно меньше сопротивления обмоток гальванометра, в шунт направляется из сети большая часть тока, а меньшая часть его заходит в гальванометр и даёт допустимое отклонение стрелки. Так как весьма важно, чтобы сила тока в обмотках гальванометра не превосходила определённой и допустимой для его обмоток величины, то сопротивление шунта должно быть подобрано соответствующим образом. Шунтировать можно любой гальванометр.

Простейшим шунтом будет обыкновенный кусок проволоки (вполне, однако, определённого сопротивления), включённый как ответвление от зажимов гальванометра. Обычно в качестве шунта пользуются специально предназначенными для того сопротивлениями, заключенными в особый ящик, к зажимам которого присоединяется гальванометр.

Нужно подобрать сопротивление шунта, а гальванометру так, чтобы сила тока в нём была не свыше 0,01 от общей. Сопротивление обмоток гальванометра 2 ома.

Так как в параллельном соединении сила тока, притекающего к какой-либо точке разветвления, распределяется в ветвях обратно пропорционально сопротивлениям ветвей, то, называя искомое сопротивление шунта через х, будем иметь


откуда


  • Постоянной гальванометра называется отклонение в делениях шкалы, соответствующее 1 микроамперу (миллионной доле ампера).

Постоянная гальванометра обычно помечается на шкале прибора, и по ней можно определить как силу тока, идущего через гальванометр, так и судить об его чувствительности.

  • Чувствительностью гальванометра называют число микроампер, необходимое для отклонения стрелки его на одно деление шкалы, то есть, иными словами, чувствительность есть величина обратная постоянной гальванометра.

На крышке гальванометра существует пометка


Какая сила тока проходит через гальванометр, если стрелка отклонилась на 5 делений?

Так как согласно пометке на приборе отклонению стрелки на 1 деление соответствует прохождение через прибор силы тока в 3,8 микроампера (10-6 – означает миллионную долю), то отклонению стрелки на 5° будет соответствовать ток в 3,8 ∙ 5 = 19 микроампер.

Какой из гальванометров будет чувствительнее,– у которого постоянная 5 или 10?

Чувствительнее будет 2-й гальванометр, так как в нём при силе тока в 1 микроампер стрелка отклоняется на большее число делений (10).

На одном гальванометре имеется пометка 1° = 3,8 X 10-6 А, на другом 1° = 4,6 Х 10-6 А. Какой из этих гальванометров чувствительнее?

Первый гальванометр будет чувствительнее, так как в нём, согласно пометке, для отклонения стрелки на 1 деление, необходимо 3,8 микроампера, а в другом для достижения того же отклонения – 4,6 микроампера.

  • Зеркальный гальванометр. В целях учёта даже малейших отклонений гальванометра к его нити, на которой подвешена подвижная катушка, прикрепляют зеркальце и на него направляют от лампочки луч света, который, отразившись от зеркальца, падает на шкалу с делениями, стоящую подле, в виде зайчика.

Таким образом, у гальванометра получается данный указатель в виде луча, дающий очень большие размахи даже при малых отклонениях. На изображении ниже представлен подобный зеркальный гальванометр, у которого луч от лампы L достигает зеркальца гальванометра S (установленного на кронштейне) через призму Р, откуда падает на плоское зеркало Sp в виде полосы вдоль шкалы и затем уже попадает на шкалу S (внизу) в виде зайчика.

Далее представлен струнный гальванометр или осциллограф в виде петли из тонкой натянутой проволоки, расположенной в сильном магнитном поле, с прикреплённым к струне зеркальцем.


При пропускании через проволочку переменного тока, она от взаимодействия полей начинает колебаться, а с ней – и зеркальце, от которого отражается зайчик. Зайчик может быть отброшен на движущуюся фотопластинку, на которой и изобразится кривая изменений тока. Подобный гальванометр может быть применён для снятия кривых изменений переменного тока и даже диаграммы работы сердца, для чего концы проволоки соединяются с руками человека через посредство стаканов, заполненных подкисленной водой. Благодаря работе сердца между руками всегда имеется разность потенциалов, меняющаяся в зависимости от биений сердца, которая и вызывает пульсирующий ток.


AbcPort.ruЭлектротехникаИзмерительные приборыПроизводствоОрганизация заготовокМастерскаяКарта сайтаОрганизация заготовок шерсти
Abcport.ru © При копировании материалов ссылка на сайт обязательна


Работает на Amiro CMS - Free