Введение
Тип амперметра
Зеркальный гальванометр – это амперметр, который указывает на наличие электрического тока, отклоняя световой луч с помощью зеркала. Луч света, проецируемый на шкалу, действует как длинный безмассовый указатель. В 1826 году Иоганн Кристиан Поггендорф разработал зеркальный гальванометр для обнаружения электрических токов. Этот прибор также известен как гальванометр с пятном, по названию пятна света, образующегося в некоторых моделях. Зеркальные гальванометры широко использовались в научных приборах до появления надежных и стабильных электронных усилителей. Наиболее часто они применялись в качестве записывающего оборудования для сейсмометров и подводных кабелей, используемых в телеграфии. В настоящее время термин "зеркальный гальванометр" также используется для обозначения устройств, перемещающих лазерные лучи путем вращения зеркала с помощью гальванометрического механизма, часто с контуром управления с обратной связью (сервоприводом). Название часто сокращают до "гальво".
Движущийся катушек гальванометр
Движущийся катушечный гальванометр был разработан независимо Марселем Депрезом и Жаком Арсеном д’Арсонвалем примерно в 1880 году. Гальванометр Депреза предназначался для измерения больших токов, а Д’Арсонваль сконструировал свой для измерения слабых токов. В отличие от гальванометра Кельвина, в этом типе гальванометра магнит неподвижен, а катушка подвешена в магнитном зазоре. Зеркало, прикреплённое к рамке катушки, вращается вместе с ней. Эта конструкция прибора может быть более чувствительной и точной и заменила гальванометр Кельвина в большинстве применений. Движущийся катушечный гальванометр практически нечувствителен к внешним магнитным полям. Другой важной особенностью является самогашение, возникающее благодаря электромагнитным силам, вызванным токами, наводимыми в катушке её движением в магнитном поле. Эти силы пропорциональны угловой скорости вращения катушки.
Современное использование
В наше время высокоскоростные зеркальные гальванометры используются в лазерных шоу для перемещения лазерных лучей и создания красочных геометрических узоров в тумане вокруг зрителей. Такие высокоскоростные зеркальные гальванометры оказались незаменимыми в промышленности для лазерных систем маркировки, применяемых для всего – от лазерной гравировки ручных инструментов, контейнеров и деталей до пакетной маркировки полупроводниковых пластин при производстве полупроводниковых приборов. Как правило, они управляют осями X и Y в Nd:YAG и CO2 лазерных маркерах для контроля положения инфракрасного лазерного пятна. Лазерная абляция, обработка материалов лазерным лучом и разделение пластин – все это промышленные области, где находят применение высокоскоростные зеркальные гальванометры. Этот гальванометр с подвижной катушкой в основном используется для измерения очень слабых или малых токов порядка 10−9 А. Для линеаризации магнитного поля внутри катушки во всем диапазоне перемещения гальванометра конструкция д'Арсонваля, состоящая из цилиндра из мягкого железа, помещается внутрь катушки, не касаясь ее. Это обеспечивает постоянное радиальное поле, а не параллельное линейное поле.