Гальванометр світлопроменевого осцилографа

Гальванометр світлопроменевого осцилографа, який містить корпус із вклеєними лінзами, обойму, вставлену в корпус, полюсні магнітні вставки, рухому рамку на розтяжках, встановлену в магнітному зазорі між полюсними магнітними вставками, мініатюрні дзеркальця, одне із котрих закріплено на розтяжці рухомої рамки, а друге - на штирі, що утворює обертальну кінематичну пару із гніздом в корпусі гальванометра, який відрізняється тим, що полюсні магнітні вставки виконано з верхніми і нижніми краями, форма яких справа і зліва від вертикальної осі симетрії вставки визначається відстанню h, точок країв від горизонтальної осі симетрії вставки в кожному і-му и перерізі радіальною площиною гальванометра, при цьому Винахід відноситься до вимірювальної та реєстрової техніки і може бути використаний в світлопроменевих осцилографах Відомо гальванометр світлопроменевого осцилографа, який містить корпус з вклеєною лінзою, обойму, вставлену в корпус, полюсні магнітні вставки, рухому рамку на розтяжках, встановлену в магнітному зазорі між полюсними вставками, мініатюрне дзеркальце, що закріплене на розтяжці /див Артамонов В М и др Светолучевые осциллографы -Л Энергоиздат, 1982 - С 49 - 56/ Недоліком даного гальванометра світлопроменевого осцилографа є неможливість одночасної реєстрації процесу, що досліджується, і нульової лінії, через що обмежуються можливості осцилографа щодо раціонального використання каналів запису параметрів, що досліджуються Крім того, йому властива значна не ЛІНІЙНІСТЬ залежності переміщення світлової плями у площині її експозиції від величини вхідного сигналу, яку спричиняє головним чином тангенціальна похибка, що полягає в переміщенні світлової плями на шкалі осцилографа пропорційно не куту повороту рухомої рамки із дзеркальцем, який знаходиться в безпо середній залежності від вхідного сигналу, а тангенсу подвійного кута повороту рухомої рамки із дзеркальцем При довжині шкали 120мм та довжині світлового важеля 300мм ця похибка складає 5%, а при довжині шкали 200мм - 14% в бік збільшення переміщення світлової плями в порівнянні з переміщенням, що відповідає ДІЙСНІЙ величині досліджуваного параметра Зменшення переміщення світлової плями внаслідок зниження величини обертального моменту на рухомій рамці за косинусоїдальним законом в Дикції кута и повороту складає І% і не може компенсувати тангенціальну похибку Найбільш близьким до гальванометра, що заявляється /прототипом/ є гальванометр світлопроменевого осцилографа, який містить корпус з вклеєними лінзами, обойму, вставлену в корпус, полюсні магнітні вставки, рухому рамку на розтяжках, встановлену в магнітному зазорі між полюсними вставками, мініатюрні дзеркальця, одне із котрих закріплено на розтяжці рухомої рамки, а друге - на штирі, що утворює обертальну кінематичну пару із гніздом в корпусі гальванометра /див а с СРСР №514246 МПК 2G01R1/02, опубл в h , H , tg2cp, де Н - висота полюсної магнітної вставки уздовж и вертикальної осі симетрії, яка дорівнює висоті рухомої рамки гальванометра, Фі - центральний кут, який відлічується від радіальної площини гальванометра, що проходить через вертикальну вісь симетрії полюсної магнітної вставки, до радіальної площини гальванометра, в котрій знаходиться і-ий переріз полюсної магнітної вставки (О о со ю 53062 дзеркальце 13, закріплене на штирі 14, який утворює обертальну кінематичну пару з гніздом в корпусі 1 гальванометра Гальванометр світлопроменевого осцилографа працює таким чином В початковому положенні дзеркальця 12, яке відповідає відсутності електричного сигналу, що подається на рухому рамку 9, світловий промінь падає на це дзеркальце за нормаллю до його поверхні і віддзеркалюється в протилежному напрямку на шкалу осцилографа, розташовану на довжині світлового важеля L В цю ж саму точку на шкалі осцилографа попадає і світловий промінь, віддзеркалений дзеркальцем 13 При цьому світлова пляма від цього променя постійно зберігає своє положення і записує нульову ЛІНІЮ 3 подачею електричного сигналу на рухому рамку 9 вона разом із дзеркальцем 12 повертається на кут а Величина кута а пропорційна обертальному моменту на рухомій рамці 9, що дорівнює M = B * S * W * I , де В- магнітна індукція в повітряному зазорі між рухомою рамкою 9 та магнітними вставками 6 і 8, S, W, І - ВІДПОВІДНО активна площа обмотки рухомої рамки 9, число и витків і миттєве значення струму в цій обмотці, який пропорційний величині досліджуваного параметра Із врахуванням закону віддзеркалення при повороті рухомої рамки 9 на кут а віддзеркалений дзеркальцем 12 світловий промінь повернеться на кут 2а, а світлова пляма на шкалі осцилографа при відомому виконанні гальванометра повинна була б переміститися на відстань а = L * tg2a, тобто на відстань, пропорційну не куту а повороту рухомої рамки 9 і, отже, не величині досліджуваного параметра, а значенню функції tg2a, що і вносить в результати вимірювання тангенціальну похибку При цьому переміщення світлової плями більше переміщення, що відповідає ДІЙСНІЙ величині досліджуваного параметра, в tg2a / 2a рази Звідси виходить, що для усунення тангенціальної похибки треба в стільки ж разів зменшити обертовий момент М, що створюється на рухомій рамці 9 під час прохоФі h, = H дження по її обмотці струму І Величини S і М є постійними конструктивними параметрами Магніде Н - висота полюсної магнітної вставки узтна індукція В з урахуванням площі полюсних магдовж и вертикальної осі симетрії, яка дорівнює нітних вставок 5, 6, 7, 8 визначає величину потоку висоті рухомої рамки гальванометра, магнітної індукції, що пронизує рухому рамку 9 Фі - центральний кут, який відлічується від раОскільки магнітна індукція в повітряному зазорі між діальної площини гальванометра, що проходить рухомою рамкою 9 і полюсними магнітними вставчерез вертикальну вісь симетрії полюсної магнітками 6 і 8 постійна, то на величину потоку магнітної вставки, до радіальної площини гальванометної індукції можна впливати тільки зміною площі ра, в котрій знаходиться і-ий переріз полюсної мамагнітних вставок 5, 6, 7, 8, яка визначає потік магнітної вставки гнітної індукції, що пронизує рухому рамку 9 Для Суть винаходу пояснюється кресленнями, де цього максимальна висота Н полюсних магнітних на фіг 1 зображено гальванометр світлопроменевставок уздовж вертикальної осі симетрії повинна вого осцилографа в поздовжньому перерізі, на дорівнювати висоті рухомої рамки 9 Відстань до фіг 2 - схема віддзеркалення світлового променя верхнього і нижнього країв магнітних вставок 5, 6, мініатюрним дзеркальцем гальванометра, що за7, 8 уздовж цієї осі від горизонтальної осі симетрії кріплено на розтяжці рухомої рамки, на фіг 3 - роздорівнює Н / 2 Необхідно, щоб відстань п, від горіз А - А фіг 1 ризонтальної осі симетрії до верхнього і нижнього Гальванометр світлопроменевого осцилогракраїв магнітних вставок 5, 6, 7, 8 у міру віддалення фа містить корпус 1 із вклеєними лінзами 2 і З, праворуч і ліворуч від вертикальної осі симетрії обойму 4, вставлену в корпус 1, полюсні магнітні зменшувалась в tg2a / 2a рази і, отже, змінювавставки 5, 6, 7, 8, рухому рамку 9 на розтяжках 10 і лась за законом 11, встановлену в магнітному зазорі між полюсними магнітними вставками 6 і 8, мініатюрне дзеркаН._2а, Нльце 12, закріплене на розтяжці 10,та мініатюрне 2 tg2a. tg2a. бюл №18, 1976/ Даний гальванометр дозволяє одночасно реєструвати досліджуваний процес на нульову ЛІНІЮ, що дає можливість раціонального використання осцилографа за КІЛЬКІСТЮ каналів запису Однак йому притаманна тангенціальна похибка, яка спричиняє не ЛІНІЙНІСТЬ залежності переміщення світлової плями в площині її експозиції від кута повороту рухомої рамки гальванометра і, отже, від величини досліджуваного параметра Це призводить до необхідності градуювання шкали переміщення світлової плями на кожному каналі осцилографа перед початком експерименту В основу винаходу поставлено задачу усунення однієї із головних похибок гальванометра світлопроменевого осцилографа - тангенціальної похибки шляхом того, що полюсним магнітним вставкам надана відповідна раціональна форма, яка дозволяє наблизити до лінійної залежність переміщення світлової плями в площині її експозиції від величини досліджуваного параметра і, таким чином, усунути необхідність градуювання шкали осцилографа перед початком експерименту Поставлена задача досягається тим, що в гальванометрі світлопроменевого осцилографа, який містить корпус з вклеєними лінзами, обойму, вставлену в корпус, полюсні магнітні вставки, рухому рамку на розтяжках, встановлену в магнітному зазорі між полюсними магнітними вставками, мініатюрні дзеркальця, одне із котрих закріплено на розтяжці рухомої рамки, а друге - на штирі, що утворює обертальну кінематичну пару з гніздом в корпусі гальванометра, згідно з винаходом, полюсні магнітні вставки виконано із верхніми і нижніми краями, форма яких справа і зліва від вертикальної осі симетрії вставки визначається відстанню п, точок країв від горизонтальної осі симетрії вставки в кожному і-му и перерізі радіальною площиною гальванометра, при цьому 53062 осцилографа Це переміщення для пропонованого гальванометра світлопроменевого осцилографа складатиме 2а ! a, =L-tg2a - = L-2a l У tg2a, Таким чином, усувається тангенціальна похибка і переміщення світлової плями на шкалі осцилографа при використанні даного гальванометра є величиною, пропорційною куту повороту рухомої рамки гальванометра, і, отже величині досліджуваного параметра При цьому виключається необхідність градуювання шкали переміщення світлової плями перед початком експерименту Переходячи від кута а, повороту рухомої рамки 9 гальванометра до рівної йому кутової координати фі різних радіальних перерізів полюсної магнітної вставки, отримаємо п,=Н Фі Завдяки цьому площі магнітних вставок 5, 6, 7, 8, що утворюють потік магнітної індукції, який пронизує рухому рамку 9, по мірі зростання центрального кута ф також будуть зменшуватися в tg2a / 2a рази, внаслідок чого в стільки ж разів зменшаться потік магнітної індукції, що пронизує рухому рамку 9, обертовий момент М, кут повороту а рухомої рамки 9 і переміщення а світлової плями на шкалі Фіг 1 А-А J J ФІГЗ TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24