PL192578B1 - Galwanometr magnetoelektryczny - Google Patents

Abstract

Galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną usytuowaną w polu magnetycznym, zawieszoną na cienkiej nici wyposażonej w zwierciadło i połączonej ze sprężyną, a z cewką indukcyjną galwanometru połączona jest sztywno ramka pomocnicza, znamienny tym, że do ramki pomocniczej (2) zamocowany jest wypukły wycinek sfery (4) ułożyskowany w czaszy (3), która ma w osi symetrii przewód (9) doprowadzający sprężone powietrze

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.

Znany jest z opisu patentowego nr 190 437 galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną usytuowaną w polu magnetycznym, zawieszoną na cienkiej nici wyposażonej w zwierciadło i połączonej ze sprężyną. Cewka indukcyjna zawieszona jest na cienkiej nici za pośrednictwem sztywnej ramki, połączonej z rdzeniem ferromagnetycznym, usytuowanym nad płytką nadprzewodzącą.

Sztywna ramka połączona jest z cewką indukcyjną trwale za pośrednictwem sztywnego pręcika. Drugi koniec połączonej z cienką nicią sprężyny oparty jest o koniec śruby regulacyjnej.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że do ramki pomocniczej zamocowany jest wypukły wycinek sfery ułożyskowany w czaszy, która ma w osi symetrii przewód doprowadzający sprężone powietrze.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie mechanizm galwanometru magnetoelektrycznego.

Galwanometr ma cewkę indukcyjną 1 w kształcie ramki owiniętej wokół magnesu stałego 1'. Po obu stronach cewki usytuowane są dodatkowe magnesy stałe 1, tak że cewka znajduje się w szczelinach magnetycznych o biegunach spolaryzowanych przeciwnie, co zaznaczone jest na rysunku. Do cewki indukcyjnej 1 zamocowany jest trwale koniec sztywnego pręcika 7, na którego końcu jest zwierciadło 8. Z drugiej strony pręcik 7 zamocowany jest trwale do sztywnej ramki pomocniczej 2, która ma na przeciwległym boku zamocowany wypukły wycinek sfery 4, ułożyskowany w czaszy 3. W osi symetrii tej czaszy jest przewód 9 doprowadzający sprężone powietrze. Środek geometryczny płaskiej powierzchni wycinka sfery 4 połączony jest z końcem cienkiej nici 5 zawieszenia, której drugi koniec połączony jest z końcem sprężystej belki 6 opartej o koniec śruby regulacyjnej 10, umożliwiającej sprężystej belce 6 przesuw w pionie.

Sprężone powietrze doprowadzone przewodem 9 między wycinek sfery 4 i czaszę 3 powoduje lekkie odsunięcie się wycinka sfery 4 i wytworzenie się poduszki powietrznej. Dzięki temu znika tarcie między czaszą 3 i wycinkiem sfery 4. Cewka indukcyjna 1 i ramka pomocnicza 2 mogą swobodnie, bez tarcia, obracać się o kąt φ zależny od natężenia prądu I płynącego przez cewkę indukcyjną 1 zgodnie z zależnością:

φ = BSN/D x I = Cg x I gdzie: B - indukcja magnetyczna, S - powierzchnia cewki, D - grubość zwoju oraz N - ilość zwojów cewki indukcyjnej 1. Kąt ten może być bardzo duży przy bardzo małych natężeniach prądu I np. rzędu 10 A. Wynika z tego, że ciężar właściwy cewki indukcyjnej 1 jest zrównoważony przez poduszkę powietrzną, co pozwala na znaczne zwiększenie ilości zwojów i ich powierzchni, a zmniejszenie grubości zwoju. Dzięki temu czułość galwanometru Cg może wzrosnąć o kilka rzędów wielkości.

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

Claims (1)

1. Galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną usytuowaną w polu magnetycznym, zawieszoną na cienkiej nici wyposażonej w zwierciadło i połączonej ze sprężyną, a z cewką indukcyjną galwanometru połączona jest sztywno ramka pomocnicza, znamienny tym, że do ramki pomocniczej (2) zamocowany jest wypukły wycinek sfery (4) ułożyskowany w czaszy (3), która ma w osi symetrii przewód (9) doprowadzający sprężone powietrze.