WikiDer > Зеркальный гальванометр
А зеркальный гальванометр является амперметр это означает, что он почувствовал электрический текущий отклонив луч света с помощью зеркало. Луч света, проецируемый на шкалу, действует как длинный безмассовый указатель. В 1826 г. Иоганн Кристиан Поггендорф разработал зеркальный гальванометр для регистрации электрических токов. Аппарат также известен как точечный гальванометр после светового пятна, выпускаемого в некоторых моделях.
Зеркальные гальванометры широко использовались в научных приборах до того, как стали надежными и стабильными. электронные усилители были доступны. Чаще всего использовались в качестве записывающего оборудования для сейсмометры и подводные кабели используется для телеграфии.
В наше время термин зеркальный гальванометр также используется для устройств, которые перемещаются лазер лучей, вращая зеркало через установку гальванометра, часто с сервопривод-подобный контур управления. Название часто сокращается как Galvo.
Гальванометр Кельвина
Зеркальный гальванометр был значительно улучшен за счет Уильям Томсон, позже стал лордом Кельвином. Он ввел термин зеркальный гальванометр и запатентовал устройство в 1858 году. Томсон предназначал прибор для считывания слабого сигнала. токи очень долго подводные телеграфные кабели.[1] Этот инструмент был намного больше чувствительный чем все предыдущие, что позволяет обнаруживать малейшие дефекты сердечника кабеля во время его изготовления и погружения.
Томсон решил, что ему нужен чрезвычайно чувствительный инструмент после того, как он принял участие в неудачной попытке заложить трансатлантический телеграфный кабель в 1857 году. Он работал над устройством, ожидая новой экспедиции в следующем году. Он сначала взглянул на улучшение гальванометра, используемого Герман фон Гельмгольц для измерения скорости нервных сигналов в 1849 году. У гальванометра Гельмгольца было зеркало, прикрепленное к движущейся игле, которое использовалось для проецирования луча света на противоположную стену, что значительно усиливало сигнал. Томсон намеревался сделать это более чувствительным, уменьшив массу движущихся частей, но во вспышке вдохновения, наблюдая за отраженным от него светом. монокль повешенный на шее, он понял, что может вообще отказаться от иглы и ее крепления. Вместо этого он использовал небольшой кусок зеркального стекла с небольшим кусочком намагниченной стали, приклеенным к задней части. Он был подвешен на нити в магнитном поле неподвижной чувствительной катушки. Спеша попробовать эту идею, Томсон сначала использовал шерсть своей собаки, но позже использовал шелковую нить от платья своей племянницы Агнес.[1]
Следующее адаптировано из современного описания инструмента Томсона:[2]
Зеркальный гальванометр состоит из длинной тонкой катушки из покрытой шелком медной проволоки. В центре этой катушки, в небольшой воздушной камере, маленькое круглое зеркало подвешено на единственном волокне шелковой нити, с четырьмя крошечными магнитами, прикрепленными к его спинке. Луч света падает от лампы на зеркало и отражается им на белом экране или шкале на расстоянии нескольких футов, где образует яркое пятно света. Когда на приборе нет тока, световое пятно остается неподвижным в нулевой позиции на экране; но в тот момент, когда ток проходит через длинный провод катушки, подвешенные магниты поворачиваются горизонтально из своего прежнего положения, зеркало наклоняется вместе с ними, и луч света отклоняется вдоль экрана в ту или иную сторону, в зависимости от к природе тока. Если положительный электрический ток дает отклонение вправо от нуля, отрицательный ток дает отклонение влево от нуля, и наоборот.
Воздух в маленькой камере, окружающей зеркало, сжимается по желанию, чтобы действовать как подушка и заглушать движения зеркала. Таким образом предотвращается холостое раскачивание иглы при каждом отклонении, а отдельные сигналы преобразуются резко. На приемной станции ток, поступающий от кабеля, должен просто пройти через катушку, прежде чем он будет отправлен в землю, и блуждающее световое пятно на экране точно представляет все его вариации для клерка, который, глядя на него, интерпретирует эти, и выкрикивает сообщение слово за словом. Небольшой вес зеркала и магнитов, которые образуют движущуюся часть этого инструмента, и диапазон, в котором мельчайшие движения зеркала могут увеличиваться на экране отраженным лучом света, который действует как длинная неощутимая рука или указатель , делают зеркальный гальванометр чрезвычайно чувствительным к току, особенно по сравнению с другими видами приемных приборов. Сообщения могут быть отправлены из Соединенного Королевства в Соединенные Штаты по одному атлантическому кабелю и обратно по другому, и там они будут приняты на зеркальном гальванометре, используя электрический ток от игрушечной батареи, сделанной из женского серебряного наперстка, зерна цинка и каплю подкисленной воды.
Практическое преимущество этой чрезвычайной деликатности состоит в том, что сигнальные волны тока могут следовать друг за другом настолько близко, что почти полностью сливаться, оставляя лишь очень незначительные подъемы и спады их гребней, как рябь на поверхности текущего ручья, и но световое пятно будет реагировать на каждое. Основной поток тока, конечно, сместит ноль пятна, но помимо этого изменения места пятно будет следовать за мгновенными колебаниями тока, которые формируют отдельные сигналы сообщения. Что с этим смещением нуля и очень небольшим повышением и падением тока, вызванным быстрой передачей сигналов, обычные наземные инструменты совершенно непригодны для работы с длинными кабелями.
Гальванометр с подвижной катушкой
 | Эта секция нужны дополнительные цитаты для проверка. (Июль 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Гальванометр с подвижной катушкой был разработан независимо Марсель Депре и Жак-Арсен д'Арсонваль около 1880 г. Гальванометр Депре был разработан для измерения больших токов, а Д'Арсонваль - для измерения слабых токов. В отличие от гальванометра Кельвина, в этом типе гальванометра магнит неподвижен, а катушка подвешена в зазоре магнита. Зеркало, прикрепленное к раме катушки, вращается вместе с ней. Этот вид прибора может быть более чувствительным и точным, и он заменил гальванометр Кельвина в большинстве приложений. Гальванометр с подвижной катушкой практически невосприимчив к окружающим магнитным полям. Другой важной особенностью является самозатухание, создаваемое электромагнитными силами из-за токов, индуцируемых в катушке при ее перемещении магнитного поля. Они пропорциональны угловой скорости катушки.
Современное использование
| Эта секция нужны дополнительные цитаты для проверка. (Июль 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
В наше время высокоскоростное зеркало гальванометры работают в лазерные световые шоу перемещать лазерные лучи и создавать красочные геометрические узоры в тумане вокруг аудитории. Такие высокоскоростные зеркальные гальванометры оказались незаменимыми в промышленности для лазерная маркировка системы для всего: от ручных инструментов, контейнеров и деталей для лазерного травления до серийного кодирования полупроводниковые пластины в изготовление полупроводниковых приборов. Обычно они контролируют X и Y направления на Nd: YAG и CO2 лазер маркеры для контроля положения инфракрасного лазерного пятна. Лазерная абляция, лазерная обработка и вафли все промышленные зоны, где можно найти высокоскоростные зеркальные гальванометры.
Этот гальванометр с подвижной катушкой в основном используется для измерения очень слабых или слабых токов порядка 10−9 А.
Чтобы линеаризовать магнитное поле через катушку во всем диапазоне движения гальванометра, дизайн d'Arsonval цилиндра из мягкого железа помещается внутрь катушки, не касаясь ее. Это дает постоянное радиальное поле, а не параллельное линейное поле.
Смотрите также
использованная литература
- ^ а б Линдли, Дэвид, Градусы Кельвина: рассказ о гении, изобретении и трагедии, стр. 132–133, Joseph Henry Press, 2004 г. ISBN 0309167825.
- ^ Манро, Джон (июль 1997 г.). Герои Телеграфа. Проект Гутенберг.
дальнейшее чтение
- "Гальванометр Марселя Депреса для сильных токов". Природа. 22 (559): 246–7. 15 июля 1880 г. Дои:10.1038 / 022246b0.
внешние ссылки
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Зеркальные гальванометры. |
- Зеркальный гальванометр - Интерактивное руководство по Java Национальная лаборатория сильного магнитного поля