Гальванометр

Гальванометр (гальвано — від прізвища ученого Луїджі Гальвані і дав.-гр. metréo — вимірюю) — високочутливий прилад для виміру малих постійних і змінних електричних струмів. На відміну від звичайних мікроамперметрів шкалагальванометра може бути проградуйована не лише в одиницях сили струму, але і в одиницях напруги, інших фізичних величин, або мати умовне, безрозмірне градуювання, наприклад, при використанні в якості нуль-індикаторів.

Різновиди і будова

Магнітоелектричний

Являє собою провідну рамку (зазвичай намотана тонким проводом), закріплену на осі в магнітному полі постійного магніту^[1]. При відсутності струму в рамці вона утримується пружиною в деякому нульовому положенні. Якщо ж по рамці протікає струм, то рамка відхиляється на кут, пропорційний силі струму, що залежить від жорсткості пружини і індукції магнітного поля. Стрілка, закріплена на рамці, показує значення струму в тих одиницях, в яких відградуйована шкала гальванометра.

Від інших конструкцій магнітоелектричні система відрізняється найбільшою лінійністю градуювання шкали приладу (в одиницях сили струму або напруги) і найбільшою чутливістю (мінімальним значенням струму повного відхилення стрілки).

Історично найперша конструкція гальванометра містить нерухому котушку зі струмом і рухливий магніт (в приладах постійного струму) або сердечник з магнітного матеріалу (для приладів, які вимірюють і постійний, і змінний струм), що втягується в котушку або повертаються щодо неї.

Дана конструкція відрізняється більшою простотою, відсутністю необхідності робити котушку можливо меншого розміру і ваги (що потрібно для магнітоелектричних системи), відсутністю проблеми підведення струму до рухомої котушці. Однак такі прилади відрізняються значною нелінійністю шкали (з-за нерівномірностей магнітного поля осердя і крайових ефектів котушки) і відповідної складністю градуювання. Тим не менше, застосування даної конструкції приладів як амперметрів змінного струму відносно великої величини виправдано більшою простотою конструкції та відсутністю додаткових випрямних елементів і шунтів. Вольтметри ж змінного і постійного струму електромагнітної системи найзручніші для контролю вузького діапазону значень напруги, так як початкова ділянка шкали приладу сильно стиснута, а контрольована ділянка може бути розтягнута.

Електродинамічний

У якості рухомого, і нерухомого елемента використовуються котушки з струмом.

Тепловий

• Містять провідник зі струмом, що подовжується при нагріванні, та важільну систему, що перетворює це подовження в рух стрілки.

Інші елементи і особливості конструкції

• Елементи балансування. При відсутності таких гальванометр розрахований на роботу тільки в горизонтальному положенні шкали, або тільки у вертикальному.
• Арретір — елементи конструкції приладу, що забезпечують фіксацію механізму у транспортному, неробочому положенні.
• Заспокоювач — повітряний (у вигляді пелюстки, що переміщається всередині спеціального профілю) або електромагнітний (короткозамкнений виток). Служить для зведення до мінімуму часу вимірювання. Може відображатися в балістичного гальванометра.
• Пружини, як правило, є провідниками, за якими струм подається до рамки магнітоелектричного або до рухомої рамці електродинамічного приладу. У деяких конструкціях віссю і одночасно крутильних пружинами є провідники, на яких розтягується рамка.
• Кріплення однієї з пружин виготовляється поворотним і служить для встановлення стрілки в нульове положення шкали при відсутності струму.
• Як і в інших стрілочних вимірювальних приладах, шкала, крім градуювання, може для підвищення точності зчитування показань приладу мати дзеркало, в якому відображається частина стрілки приладу. Це дзеркало полегшує правильне позиціювання ока спостерігача, при якому промінь зору перпендикулярний до площини шкали.

Дзеркальний гальванометр

Великої точності вимірювань, а також найбільшої швидкості реакції стрілки можна досягти, використовуючи дзеркальний гальванометр, в якому у якості вказівника використовується невелике дзеркальце. Відбитий від нього промінь світла грає роль стрілки.