12.5. Механические узлы показывающих приборов

В показывающих измерительных приборах прямого отсчета подвижная часть под действием измеряемой величины перемещается по отношению к неподвижной. По конструкции отсчетного устройства

различают показывающие приборы со стрелочным и со световым указателями. Общей особенностью этих приборов является установка подвижной части на растяжках, на осях или на подвесе.

Установка на растяжках применяется в большинстве изготовляемых в настоящее время показывающих приборов. Растяжки — это упругие ленты из бериллиевой и оловянно-цинковой бронзы. Подвижная часть подвешивается на двух растяжках (рис. 12.4), а концы последних крепятся к двум плоским пружинам. Растяжки могут служить для подвода тока в подвижную часть прибора, а их закручивание создает противодействующий момент.

Установка на опорах в недалеком прошлом применялась почти во всех показывающих измерительных приборах прямого отсчета. Подвижная часть при такой установке укрепляется на оси (рис. 12.5), обычно легкой алюминиевой трубке. В концы последней запрессовываются опоры прибора — два отрезка стальной проволоки, называемые кернами. Керны устанавливаются в конических кратерах подпятников. Кратеры выточены в полудрагоценных камнях (синтетический агат, корунд и др.), которые завальцовываются в опорные винты. Последние позволяют плавно регулировать положение камня по отношению к керну. При вертикальном положении оси трение значительно меньше, чем при горизонтальном. По этой причине у большинства приборов высших классов точности рабочее положение шкалы — горизонтальное, которому соответствует вертикальная ось. Недостатком установки на опорах (по сравнению с установкой на растяжках) является трение в подпятниках; из-за него увеличивается в несколько раз собственное потребление энергии прибором и возникает дополнительная погрешность показаний, возрастающая по мере износа кернов.

Установка на подвесе — металлической или кварцевой нити (рис. 12.6) — применяется в приборах особо высокой чувствительности, например в гальванометрах. У приборов с такой установкой должен быть уровнемер, так как при подвесе положение подвижной части по отношению к неподвижной зависит от положения прибора. Световой указатель применяется в большинстве приборов высокой чувствительности — стрелку заменяет луч света от специального источника. Внутри прибора помещается лампа 1 (рис. 12.7). Ее луч света проходит через фокусирующую линзу 2 и диафрагму 3, а затем направляется на зеркальце 4, укрепленное на подвижной части. Отразившись от этого зеркальца, а затем от неподвижных зеркал 5 и 6, луч света образует световую круглую метку на шкале, начало, и конец которой соответствуют положениям 7 и 8. Так увеличивается длина пути луча, и следовательно, повышается чувствительность прибора.

Применение многократного отражения луча внутри прибора дает возможность в ряде случаев заменить зеркальный гальванометр с подвижной частью на подвесе (см. рис. 12.6) и отдельными осветителем и шкалой (прибор, требующий тщательно выполненной постоянной установки) переносным прибором со световым указателем. Но применение светового указателя требует специального питания для лампы осветителя и существенно усложняет внутреннее устройство прибора. Закручивание растяжек и нити подвеса в показывающих приборах используется для получения противодействующего момента. В приборах с установкой подвижной части на осях для создания этого момента служат спиральные пружины (1 на рис. 12.8), изготовляемые из фосфорной бронзы.

Противодействующий момент должен иметь направление, противоположное направлению вращающего момента, чтобы отклонение подвижной части было однозначной функцией измеряемой величины. При отсутствии противодействующего момента стрелка указателя прибора при любом значении вращающего момента уходила бы за край шкалы.

Вследствие температурных влияний, остаточных деформаций, а чаще всего вследствие механических толчков при перегрузках стрелка неработающего прибора может находиться не на нулевом делении. Корректор служит для возвращения стрелки на нуль шкалы, воздействуя на положение точек крепления растяжек или нити подвеса. В случае применения пружины 1 (рис. 12.8) к корректору прикрепляется один ее конец. Второй конец пружины прикрепляется к оси 2 подвижной части. Стрелку 5 можно смещать посредством поводка 3, поворачивая винт 4, укрепленный на корпусе прибора. Для уравновешивания подвижной части прибора на ней укрепляют грузила — противовесы 6. Показания уравновешенного прибора почти не зависят от его положения.