PL190437B1 - Galwanometr magnetoelektryczny - Google Patents

Abstract

1. Galwanometr magnetoelektryczny zawierajacy cewke indukcyjna usytuowana w polu magnetycznym, zawieszona na cienkiej nici wyposazonej w zwierciadlo i po- laczonej ze sprezyna, znamienny tym, ze cewka indukcyjna (1) zawieszona jest na cienkiej nici (7) za posrednictwem sztyw- nej ramki (2), polaczonej ze rdzeniem fer- romagnetycznym (3), usytuowanym nad plytka nadprzewodzaca (4)2 190 437 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest galwanometr magnetoelektryczny, stosowany zwłaszcza do pomiaru bardzo małych natężeń prądów, lub jako przyrząd zerowy

Znany jest galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną w postaci ramki w szczelinie magnetycznej. Cewka zawieszona jest na bardzo cienkiej nici fosforobrązowej, która drugim końcem połączona jest z płaską sprężyną na wolnym końcu przytwierdzoną Cienkie nici fosforobrązowe charakteryzują się małym momentem kierującym D, powodującym jej skręt, gdyż moment ten maleje z czwartą potęgą promienia nici

Kąt skręcenia nici odczytywany jest za pomocą światła odbitego od zwierciadła usytuowanego na końcu nici Czułość C galwanometru zależy także od indukcji magnetycznej B, ilości zwojów N i powierzchni S cewki indukcyjnej zgodnie z zależnością:

. C = BNS/D

Wartość indukcji magnetycznej B ograniczona jest właściwościami materiałów magnetycznych i dla najlepszych niewiele przekracza 1 T Przy zastosowaniu najcieńszego drutu miedzianego, z jakiego można wykonać najbardziej odpowiednią cewkę indukcyjną ilość zwojów N i ich powierzchnia S nie może być dalej zwiększana z powodu wzrostu ciężaru cewki, który powoduje wzrost grubości nici fosforobrązowej, aby nie uległa zerwaniu, pod ciężarem cewki indukcyjnej. Wzrost grubości nici fosforobrązowej powoduje wzrost momentu kierującego D i zmniejszenie czułości.

Znane rozwiązania nie pozwalają na zwiększenie czułości

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, ze cewka indukcyjna zawieszona jest na cienkiej nici za pośrednictwem sztywnej ramki, połączonej ze rdzeniem ferromagnetycznym, usytuowanym nad płytką nadprzewodzącą Sztywna ramka połączona jest z cewką indukcyjną trwale za pośrednictwem sztywnego pręcika, a drugi koniec połączonej z cienką nicią spiężyny oparty jest o koniec śruby regulacyjnej

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na zwiększenie czułości o parę rzędów wielkości

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie mechanizm wysokoczułego galwanometru magnetoelektrycznego w widoku z boku

Galwanometr ma cewkę indukcyjną 1 w kształcie ramki, owiniętą wokół magnesu stałego 1' Po obu stronach cewki usytuowane są dodatkowe magnesy stałe 1, tak ze znajduje się ona w szczelinach magnetycznych o biegunach spolaryzowanych przeciwnie, co zaznaczone jest na rysunku Do cewki indukcyjnej 1 zamocowany jest trwale koniec sztywnego pręcika 5, na którego końcu jest zwierciadło 6 Z drugiej strony pręcik 5 zamocowany jest trwale do sztywnej ramki 2 połączonej przeciwległym bokiem z rdzeniem ferromagnetycznym 3 w postaci magnesu stałego usytuowanym nad płytką nadprzewodzącą 4 oiaz z cienką nicią 7 Dru190 437 gi koniec nici 7 połączony jest z końcem sprężyny 8, której diugi koniec oparty jest o koniec śiuby regulacyjnej 9

Obniżenie temperatury płytki nadprzewodzącej 4 do temperatury krytycznej powoduje jej przejście w stan nadprzewodnictwa i podniesienie stałego magnesu 1' siłami odpychania magnetycznego na pewną wysokość nad płytkę nadprzewodzącą 4 Wtedy płytka ta może swobodnie obracać się ze względu na brak tarcia Cewkę indukcyjną 1 i ramkę 2 w położeniu równowagi utrzymuje moment zwrotny Mz=-Dę cienkiej nici 7, na której są zawieszone oraz moment obrotowy Mo wywołany indukcją magnetyczną B przez przepływający prąd I przez cewkę 1 o zwojach w ilości N i przekroju S według wzoru Mo-B S N IW położeniu równowagi moment zwrotny Mz i moment obrotowy Mo są równe, a kąt skręcenia można określić wzorem φ=Β S N I/D Kąt ten może być bardzo duży przy bardzo małych natężeniach prądu I np rzędu 10’¹⁴ A. Wynika to z tego, ze ciężar cewki indukcyjnej 1 został zrównoważony przez siły magnetyczne rdzenia ferromagnetycznego 3 zawieszonego nad płytką nadprzewodzącą 4 Dzięki temu współczynnik N S/D występujący we wzorze na kąt skręcenia 9jest o wiele rzędów wielkości większy, a czułość galwanometru wzrasta z 1000 do 10000 razy.

Przedstawiony galwanometr może zostać użyty do wykrywania i badania zjawisk, które dotychczas uchodziły uwadze, ze względu na możliwości pomiarowe

190 437

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną usytuowaną w polu magnetycznym, zawieszoną na cienkiej nici wyposażonej w zwierciadło i połączonej ze sprężyną, znamienny tym, ze cewka indukcyjna (1) zawieszona jest na cienkiej nici (7) za pośrednictwem sztywnej ramki (2), połączonej ze rdzeniem ferromagnetycznym (3), usytuowanym nad płytką nadprzewodzącą (4)
2. 2 Galwanometr według zastrz 1, znamienny tym, ze sztywna ramka (2) połączona jest z cewką indukcyjną trwale za pośrednictwem sztywnego pręcika (5), a drugi koniec połączonej z cienką nicią (7) sprężyny (8) oparty jest o koniec śruby regulacyjnej (9)