Назначение и роль успокоителя
Успокоитель — это ключевой компонент механической системы стрелочных электроизмерительных приборов. Его основная задача — обеспечить быстрое и точное возвращение стрелки к нулевой отметке шкалы после измерения. Этот элемент входит в состав специального измерительного механизма и отвечает за гашение нежелательных электромагнитных колебаний, возникающих в системе.
На положение стрелки могут влиять различные факторы: температурные изменения, остаточные деформации материалов или механические воздействия при перегрузках. Всё это может привести к тому, что в исходном состоянии стрелка не будет указывать точно на ноль. Для её ручной корректировки используется корректор. Однако подвижная часть прибора (включающая стрелку и пружину) представляет собой механическую систему с массой и упругостью, что делает её склонной к колебаниям. При изменении измеряемой величины эта часть не сразу занимает новое положение равновесия, а какое-то время совершает колебания вокруг него.
Принцип работы и требования
Чтобы подвижная система как можно быстрее успокаивалась и устанавливалась в новом положении, в конструкцию приборов вводят успокоители. Их функция — поглощать излишнюю кинетическую энергию подвижных элементов. Для большинства стрелочных приборов установлен стандарт: время успокоения не должно превышать 4 секунд. Под этим временем понимают интервал от момента включения прибора до момента, когда отклонение стрелки от окончательного положения равновесия становится меньше 1% от всей длины шкалы.
Основные типы успокоителей
Существует два основных типа успокоителей: магнитоиндукционные и воздушные.
В конструкциях, где применяются механические успокоители, используется пружина. Один её конец крепится к корректору, а другой — к оси подвижной части. С помощью специального поводка и винта на корпусе можно вручную корректировать положение стрелки. Для балансировки всей подвижной системы на ней часто устанавливают противовесы (грузила), что делает показания прибора стабильными и почти не зависящими от его ориентации в пространстве.
Магнитоиндукционные успокоители
Их работа основана на явлении электромагнитной индукции. На оси подвижной части закреплён алюминиевый сектор, который движется в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами на опорной пластине. При движении в этом секторе возникают вихревые токи. Их взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов создаёт силу, которая, в соответствии с принципом Ленца, оказывает тормозящее действие на подвижную часть, эффективно гася колебания.
Воздушные успокоители
В этом типе успокоителей торможение достигается за счёт перепада давления воздуха. На оси подвижной части закреплено лёгкое алюминиевое крыло, которое перемещается внутри закрытой камеры. При его движении по разные стороны крыла создаётся разность давлений, которая и оказывает демпфирующее (тормозящее) воздействие.
Сравнивая эти два типа, стоит отметить, что воздушные успокоители обладают значительно меньшей эффективностью, чем магнитоиндукционные. Их применяют в тех случаях, когда наличие сильного постоянного магнита внутри прибора может исказить результаты измерений и стать источником дополнительной погрешности.
Современные разработки
В новейших моделях приборов начинают применять компактные жидкостные успокоители. Их принцип действия схож с воздушными, но в качестве рабочей среды используется специальная невысыхающая жидкость, в которой перемещается крыло, закреплённое на подвижной части. Это позволяет достичь плавного и эффективного гашения колебаний.
