Көпірлі гальванометрлер мен ток өлшегіштердің түрлері
Mirror galvanometer
Көпірлі гальванометр – электр тогын анықтау үшін жарық шошырды қолданатын амперметр. 1826 ж. Поггендорф жасаған, электрондық күшейткіштерге дейін кең қолданылды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Амперметрдің түрі
Type of ammeter
Айналы гальванометр – электр тогын айнаны бұрып, оны сезінгенін көрсететін амперметр. Скейлге проекцияланған жарық сәулесі ұзын, салмағы жоқ көрсеткіш рөліндегі қызмет атқарады. 1826 жылы Иоганн Кристиан Поггендорф электр тогын анықтау үшін айналы гальванометрді ойлап тапты. Кейбір үлгілерде пайда болатын жарық дабылына байланысты бұл құрал нүктелі гальванометр деп те аталады. Айналы гальванометрлер сенімді және тұрақты электрондық күшейткіштер қолжетімді болғанға дейін ғылыми құралдарда кеңінен қолданылды. Олардың ең көп таралған қолданылуы – сейсмометрлерді және телеграфқа пайдаланылатын теңіз асты кабельдерін жазуға арналған құрал ретінде болды. Қазіргі заманда айналы гальванометр термині лазер сәулелерін айнаны айналдыру арқылы қозғайтын құрылғылар үшін де қолданылады, көбінесе серво басқару тізбегімен жабдықталған. Бұл атау көбінесе "Galvo" деп қысқартылады.
A mirror galvanometer is an ammeter that indicates it has sensed an electric current by deflecting a light beam with a mirror. The beam of light projected on a scale acts as a long massless pointer. In 1826, Johann Christian Poggendorff developed the mirror galvanometer for detecting electric currents. The apparatus is also known as a spot galvanometer after the spot of light produced in some models. Mirror galvanometers were used extensively in scientific instruments before reliable, stable electronic amplifiers were available. The most common uses were as recording equipment for seismometers and submarine cables used for telegraphy. In modern times, the term mirror galvanometer is also used for devices that move laser beams by rotating a mirror through a galvanometer set up, often with a servo like control loop. The name is often abbreviated as galvo.
Қозғалтқыш катушкалы гальванометр
Қозғалысты катушкалы гальванометрді Марсель Депрез және Жак Арсен д'Арсонвал шамамен 1880 жылы тәуелсіз түрде жасаған. Депрездің гальванометрі жоғары токтарды өлшеуге арналған, ал Д'Арсонвал өзінікі әлсіз токтарды өлшеу үшін жасады. Келвин гальванометрінен айырмашылығы, осы типтегі гальванометрде магнит қозғалмайды, ал катушка магниттік аралықта ілінеді. Катушка шеңберіне бекітілген айна оның бірге айналады. Бұл түрдегі құрал жоғары сезімталдық пен дәлдікке ие және көптеген қолдануларда Келвин гальванометрін ығыстырды. Қозғалысты катушкалы гальванометр сыртқы магниттік өрістерге дерлік бейтарап. Тағы бір маңызды ерекшелік – катушканың қозғалысынан магниттік өрісте индукцияланған токтардың әсерінен туындайтын электромагниттік күштердің өзіндік демпферлеуі. Бұл катушканың бұрыштық жылдамдығына пропорционалды.
Moving coil galvanometer was developed independently by Marcel Deprez and Jacques Arsène d'Arsonval about 1880. Deprez's galvanometer was developed for high currents, while D'Arsonval designed his to measure weak currents. Unlike in the Kelvin's galvanometer, in this type of galvanometer the magnet is stationary and the coil is suspended in the magnet gap. The mirror attached to the coil frame rotates together with it. This form of instrument can be more sensitive and accurate and it replaced the Kelvin's galvanometer in most applications. The moving coil galvanometer is practically immune to ambient magnetic fields. Another important feature is self damping generated by the electro magnetic forces due to the currents induced in the coil by its movements the magnetic field. These are proportional to the angular velocity of the coil.
Қазіргі қолданысы
Қазіргі заманда жоғары жылдамдықты айна галванометрлері лазерлік жарық шоуларында лазер сәулелерін жылжыту және көрермендердің төңірегіндегі тұманға түрлі-түсті геометриялық үлгілер жасау үшін қолданылады. Мұндай жоғары жылдамдықты айна галванометрлері лазерлік гравировкамен қол құралдарын, контейнерлерді және бөлшектерді, сондай-ақ жартылай өткізгіш құрылғыларын жасаудағы жартылай өткізгіш пластиналарды партиялық кодтау сияқты лазерлік таңбалау жүйелері үшін өнеркәсіпте таптырмас болып шықты. Олар әдетте Nd:YAG және CO2 лазерлік маркерлерінде инфрақызыл лазерлік нүктенің орнын басқару үшін X және Y бағыттарын басқарады. Лазерлік абляция, лазерлік сәулемен өңдеу және пластиналарды кесу – жоғары жылдамдықты айна галванометрлерін кездестіретін өнеркәсіптік салалар. Бұл қозғалмалы катушкалы галванометр негізінен 10−9 А шамасындағы өте нашар немесе төмен токтарды өлшеу үшін пайдаланылады. Катушканың қозғалыс диапазонында магниттік өрісті сызықты ету үшін д'Арсонвал конструкциясы бойынша жұмсақ темір цилиндрі катушканың ішіне, оған тиместен орналастырылады. Бұл параллель сызықтық өріс орнына тұрақты радиалды өріс береді.
In modern times, high speed mirror galvanometers are employed in laser light shows to move the laser beams and produce colorful geometric patterns in fog around the audience. Such high speed mirror galvanometers have proved to be indispensable in industry for laser marking systems for everything from laser etching hand tools, containers, and parts to batch coding semiconductor wafers in semiconductor device fabrication. They typically control X and Y directions on Nd:YAG and CO2 laser markers to control the position of the infrared power laser spot. Laser ablation, laser beam machining and wafer dicing are all industrial areas where high speed mirror galvanometers can be found. This moving coil galvanometer is mainly used to measure very feeble or low currents of order 10−9 A. To linearise the magnetic field across the coil throughout the galvanometer's range of movement, the d'Arsonval design of a soft iron cylinder is placed inside the coil without touching it. This gives a consistent radial field, rather than a parallel linear field.