Гальванометр — это высокочувствительный измерительный прибор магнитоэлектрической системы, предназначенный для определения малых значений силы тока и напряжения. Основная сфера его применения — использование в качестве нулевого индикатора (нуль-индикатора) в измерительных мостах и компенсационных схемах для фиксации состояния равновесия, то есть момента, когда ток в цепи отсутствует. В таких случаях шкала прибора часто не имеет цифровых значений. Однако гальванометры также могут применяться и для прямых измерений. Эти приборы, известные с начала XX века, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и науки. Существует несколько основных типов гальванометров, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности и область использования.
Виды гальванометров
1. Вибрационный гальванометр
Это высокочувствительный прибор для измерения переменных токов. Его ключевой элемент — небольшая постоянная магнитная «игла», жестко соединенная с зеркальцем. Вся эта система подвешена на ленточных растяжках. Когда через измерительную катушку проходит переменный ток, магнит с зеркальцем начинает колебаться. Эти колебания, часто незаметные глазу, визуализируются с помощью отраженного светового луча, что делает их наблюдаемыми для оператора.
2. Баллистический гальванометр
Данный тип приборов (подробнее см. «Баллистический гальванометр») широко используется в электротехнике для измерения параметров кратковременных импульсов тока и напряжения. Он особенно востребован при исследовании процессов заряда и разряда конденсаторов.
3. Зеркальный гальванометр
Этот прибор отличается исключительно высокой чувствительностью. Его подвижная часть закреплена на тонких ленточных подвесах или растяжках, а показания снимаются с помощью светового указателя (зайчика). Для достижения максимальной чувствительности за счет увеличения длины светового указателя, измерительный механизм, источник света с оптикой и шкала размещаются в отдельных блоках. Ток к катушке подводится через неупругие ленточки из драгоценных металлов (серебра, платины). Прибор требует точной горизонтальной установки с помощью ватерпаса и регулируемых винтов-ножек, а корректировка нуля выполняется поворотом специальной головки.
4. Гальванометр со световым указателем
Также является высокочувствительным прибором с механизмом на растяжках. Его главное отличие от зеркального гальванометра в том, что все компоненты — измерительный механизм, зеркало, источник света, оптика и шкала — объединены в одном корпусе, что делает конструкцию более компактной.
5. Стержневой гальванометр
Это измерительный механизм, используемый в осциллографах. Его подвижная часть представляет собой миниатюрную вытянутую катушку с зеркальцем, которая запаяна в стеклянную трубку и подвешена на ленточных растяжках. Демпфирование (успокоение) колебаний осуществляется индукционным или жидкостным способом. Благодаря малым размерам, в один осциллограф можно установить несколько таких гальванометров, что позволяет одновременно и независимо регистрировать несколько различных величин по разным каналам.
6. Показывающий гальванометр
Этот тип прибора имеет относительно невысокую чувствительность. Подвижная часть установлена на шпиле (оси), а показания снимаются с помощью механического указателя (стрелки). Он часто используется как нуль-индикатор в компактных измерительных мостах и компенсаторах, где не требуется сверхвысокая чувствительность (например, при цене деления шкалы 1 мкА или 100 мкВ).
7. Гальванометр напряжения и тока
Оба представляют собой измерительные механизмы для светолучевых (шлейфовых) осциллографов с постоянным магнитом. Первый предназначен для регистрации формы изменения напряжения, а второй — формы изменения силы тока.
8. Электронный гальванометр
Современный измерительный прибор, в основе которого лежит высокочувствительный усилитель постоянного тока или напряжения. Его ключевые преимущества — нечувствительность к положению в пространстве и вибрациям, а также высокая надежность. Такие гальванометры часто встраиваются в сложные приборы, предназначенные для работы в жестких условиях. При оснащении аналого-цифровым преобразователем электронный гальванометр может выводить результаты измерений в удобной цифровой форме.