Co je vibrační galvanometr: typy, konstrukce a teorie

Galvanometr je přístroj, který se používá k měření nebo detekci malého množství proudu. Je to indikační přístroj a je to také nulová detekce, která indikuje nulový detektor, takže galvanometrem neprotéká žádný proud. Galvanometry se používají v můstcích k zobrazení nulové detekce a v potenciometru k zobrazení malého množství proudu. Galvanometry střídavého proudu jsou dvou typů, jsou fázově citlivé a frekvenčně citlivé galvanometr . Vibrační galvanometr je jeden typ frekvenčně citlivého galvanometru. Tento článek pojednává o vibračním galvanometru.

Co je vibrační galvanometr?

Galvanometr, ve kterém se měří měřený proud a frekvence kmitání pohyblivého prvku, se nazývá vibrační galvanometr. Používá se k měření nebo detekci malého množství proudu.

Rozdíl mezi typy vibračního galvanometru

Existují dva typy vibračních galvanometrů: vibrační galvanometr s pohyblivou cívkou a vibrační galvanometr s pohyblivým magnetem. Rozdíl mezi vibračním galvanometrem s pohyblivou cívkou a vibračním galvanometrem s pohyblivým magnetem je uveden v následující tabulce.

Konstrukce

Konstrukce vibračního galvanometru má permanentní magnety, můstek, který se používá pro vibrace, zrcadlo, které odráží paprsek světla na stupnici, kladka, která napíná pružinu a vibrační smyčku.

Vibrační galvanometr s pohyblivou cívkou

Základním principem galvanometru je to, že když je na cívku přiveden zdroj proudu, pak se v cívce vytváří elektromagnetické pole, které cívkou pohybuje. Stejný princip platí pro výše uvedený obrázek. Když se cívka pohybuje, vytváří vibrace ve smyčce vibrátoru a paprsek světla prochází zrcadlem, které odráží vibrace, a paprsek světla s ohledem na vibrace na stupnici a pružina se používá k ovládání vibrační smyčka. Frekvenční rozsah se používá k měření od 5 Hz do 1000 Hz, ale pro stabilní provoz v zásadě používáme 300 Hz a má dobrou citlivost při frekvenci 50 Hz.

Teorie

Nechť je hodnota proudu procházejícího pohybující se cívkou v okamžiku t

I = já_mhřích (ωt)

Vychylování točivý moment vyrobené galvanometrem je vyjádřeno

T_d= Gi = I_mhřích (ωt)

Kde G je konstanta galvanometru
Pohybová rovnice je vyjádřena jako

T_J+ T._D+ T._C= T_d

Kde T_Jje točivý moment v důsledku momentu setrvačnosti, T_Dje točivý moment v důsledku tlumení, T_Cje točivý moment způsobený pružinou a T_dje vychylovací moment.

J d^dvaϴ / dt^dva+ D d^dvaϴ / dt^dva+ Kϴ = GZ sin (ωt)

Kde J je konstanta setrvačnosti, D je konstanta tlumení a C je řídící konstanta.
Poté, co řešení výše uvedené rovnice získá výchylku (ϴ) je

ϴ = G GI_m/ √ (Dω)^dva+ (K-Jω^dva)^dva* sin (ωt- α)

Amplituda vibrací je vyjádřena jako

A = GI_m/ √ (Dω)^dva+ (K-Jω^dva)^dva

Amplituda vibračního galvanometru se zvyšuje zvýšením konstanty galvanometru (G). Zvětšit amplitudu zvýšením konstanty galvanometru (G) nebo snížením

Případ 1 - Zvýšení konstanty galvanometru (G): Víme, že konstanta galvanometru je dána vztahem

G = NBA

Kde N je počet závitů cívky, B je hustota toku a A je oblast cívky.
Zvýšíme-li počet závitů (N) a plochu cívky (A), pak se zvyšuje konstanta galvanometru, ale moment setrvačnosti se také zvyšuje kvůli velké hmotnosti cívky. Takže √ (Dω)^dva+ (K-Jω^dva)^dvase zvýší.

Případ 2 - Klesající √ (Dω)^dva+ (K-Jω^dva)^dva: Tam, kde jsou J a D pevné, lze K změnit úpravou délky pružiny.Tak√ (Dω)^dva+ (K-Jω^dva)^dvaby mělo být minimální.

Pro minimální hodnotu můžeme dát (K-Jω^dva)^dva= 0

nebo ω = √K / J⇒2ᴨf = √K / J

Napájecí frekvence f_S= 1 / 2ᴨ * √K / J

Pro maximální amplitudu by se vlastní frekvence měla rovnat napájecí frekvenci f_s=F_n

Takže amplituda vibrací by měla být maximální. Vibrační galvanometr je tedy vyladěn změnou délky a napětí pohybujícího se systému, aby se vlastní frekvence pohybujícího se systému rovnala napájecí frekvenci. Tak je dosaženo stabilního provozu vibračního galvanometru.

O toto tedy jde přehled vibračního galvanometru pojednává o konstrukci vibračního galvanometru, teorii a rozdílu mezi typy vibračního galvanometru. Zde je otázka, jaká je výhoda vibračního galvanometru?