Логометр.

Магнитоэлектрические измерительные приборы.

Приборы магнитоэлектрической системы работают на принципе взаимодействия катушки с током и поля постоянного магнита. На рис. 327 показано устройство прибора этой системы. Сильный постоянный подковообразный магнит 1, изготовленный из кобальтовой, вольфрамовой или никель-алюминиевой стали, создает магнитное поле. К концам магнита приведены полюсные наконечники 2 из мягкой стали, имеющие цилиндрические выточки. Между полюсными наконечниками неподвижно укреплен стальной цилиндр 3, служащий для уменьшения сопротивления магнитной цепи.

Колебания алюминиевой рамки с обмоткой в магнитном поле вызывают появление в рамке индуктированного тока, который по правилу Ленца будет противодействовать этим колебаниям и тем самым успокаивать подвижную часть прибора. Неизменность индукции во всех точках воздушного зазора обеспечивает пропорциональность между током в обмотке и углом поворота подвижной части, вследствие чего шкала прибора равномерна. Магнитоэлектрические приборы являются наиболее чувствительными и точными из всех существующих приборов с непосредственным отсчетам. Они изготовляются как в виде лабораторных многопредельных приборов класса точности 0,1—0,5, так и в виде технических приборов класса 1—1,5. Обладая большой точностью, высокой чувствительностью, равномерной шкалой, малым потреблением энергии (0,5—3 Вт), малым влиянием на них внешних магнитных полей, хорошим успокоением, магнитоэлектрические приборы нашли широкое применение в цепях постоянного тока в качестве амперметров, вольтметров, миллиамперметров, милливольтметров и т. д. К недостаткам приборов этой системы относятся: высокая стоимость, чувствительность к перегрузкам и пригодность только для постоянного тока. В самом деле при пропускании по обмотке переменного тока подвижная часть прибора должна была бы отклоняться то в одну, то в другую сторону. Но ввиду быстрых изменений тока в катушке подвижная часть, обладая инерцией, не будет успевать за ними, и стрелка прибора останется неподвижной. Для измерения малых значений заряда, тока и напряжения применяются гальванометры, получившие преимущественное применение при нулевых методах измерений, когда нужно обнаружить отсутствие тока в той или иной части измерительной схемы. При измерениях на постоянном токе почти исключительно применяются магнитоэлектрические гальванометры. Принцип действия и устройство магнитоэлектрических гальванометров те же, что и других приборов системы. Однако у гальванометров приняты меры, обеспечивающие уменьшение веса подвижной части прибора и уменьшение трения. Многовит-ковая катушка (рамка) гальванометров выполняется из изолированного провода и для придания ей жесткости пропитывается обмоточным лаком. Рамка имеет так называемые безмоментные волоски для подвода к ней тока.

У грубых гальванометров (микроамперметров) подвижная часть установлена на осях и кернах. Гальванометры высокой чувствительности имеют рамку, подвешенную на длинных нитях из фосфористой бронзы или на так называемых растяжках. Рачка высокочувствительных гальванометров снабжается зеркальцем. Световой луч посылается от специального источника света на зеркальце к отразившись от него, попадает на шкалу, установленную на определенном расстоянии от гальванометра. Гальванометры могут непосредственно измерять токи от 10^-6 до 10^-12 А.

Электромагнитные измерительные приборы.

Электромагнитные измерительные приборы работают на принципе взаимодействия между током катушки и магнитным полем подвижного сердечника из ферромагнитного материала.

Обмотка прибора представляет собой плоскую катушку 1 со щелью. Обмотка катушки у вольтметров, выполняется из тонкой (диаметр 0,05—0,1 мм) медной проволоки с большим числом витков (2000—10 000). Обмотка амперметров нв токи до 30 А изготовляется из небольшого числа витков толстой проволоки. На токи до 200 А обмотка выполняется из медной ленты в виде одного шинного витка (на токи 300—500 А). Второй основной частью прибора является сердечник из ферромагнитного материала (например, пермаллоя) в форме листка 2, укрепленного эксцентрично на оси прибора 3. При прохождении тока по виткам катушки возникает магнитное поле, которое втягивает сердечник в щель катушки тем больше, чем больший ток протекает по виткам катушки. Укрепленная на оси стрелка 4 будет отклоняться по шкале 5. Противодействующий момент создается спиральной пружиной 6, связанной одним концом с осью, а другим концом с неподвижной частью прибора. Для успокоения электромагнитных приборов обычно применяются воздушные успокоители 7. Поршенек успокоителя, закрепленный на оси при помощи проволоки, перемещаясь в изогнутом цилиндре, испытывает со стороны воздуха в цилиндре сопротивление своим колебаниям, что приводит к успокоению стрелки. Изменений величины тока в катушке вызывает непропорциональное изменение угла поворота стрелки, поскольку вращающий момент, действующий на подвижную систему, зависит от квадрата тока. Поэтому шкала электромагнитного прибора неравномерна. Устройство прибора с круглой катушкой показано на рис. 329. Ток, проходя по виткам катушки 1, создает магнитное поле и намагничивает два железных сердечника: сердечник 2, укрепленный неподвижно с внутренней стороны катушки, и другой 3, закрепленный на оси прибора. Близлежащие края сердечников намагничиваются одноименно, и поэтому сердечник 3, отталкиваясь от сердечника 2, будет поворачивать ось прибора.

Придавая специальную форму сердечнику и изменяя его расположение относительно катушки, можно добиться некоторого уменьшения неравномерности шкалы у этих приборов.