تجهیزات اندازه گیری برق, مقالات
گالوانومتر ارتعاشی
فروردین
گالوانومتر ارتعاشی
تعریف: گالوانومتری که در آن فرکانس نوسان عنصر متحرک و جریان اندازه‌گیری برابر میشود، به عنوان گالوانومتر ارتعاشی شناخته‌می‌شود. برای تشخیص جریان متناوب یا نیروی الکتروموتور متناوب استفاده‌می‌شود.
اصول کار گالوانومتر ارتعاشی
هنگامی که یک جریان متناوب از عنصر متحرک گالوانومتر عبور می‌کند، گشتاور انحرافی ایجاد می کند که به دلیل آن سیم‌پیچ می‌لرزد. اگر فرکانس ارتعاش عنصر متحرک با فرکانس جریان اندازه‌گیری شده‌برابر باشد، عنصر متحرک با دامنه زیادی ارتعاش می‌کند.
انواع گالوانومتر ارتعاشی
گالوانومتر ارتعاشی دو نوع‌است:
- نوع سیم‌پیچ متحرک
- نوع مغناطیسی
گالوانومتر ارتعاشی نوع سیم‌پیچ متحرک
در ابزار نوع سیم‌پیچ متحرک، سیم‌پیچ بین‌قطب‌های آهنربای دائمی معلق میشود. اندازه‌گیری AC وقتی از سیم‌پیچ متحرک عبور می‌کند، گشتاور انحرافی را روی آن ایجاد‌می‌کند.
ساخت گالوانومتر ارتعاشی
در گالوانومتر ارتعاشی، عنصر متحرک بین‌شکاف یک آهنربای دائمی یا در میدان یک آهنربای الکتریکی معلق‌است. عنصر متحرک با کمک سیم برنزی یا پلاتینی ریز معلق میشود. سیم به فولی یا قرقره در بالا متصل‌است. قرقره با کمک فنر سیم را محکم نگه می‌دارد.
سیم یا ریسمان بین‌دو قطعه نگهدارنده کشیده‌می‌شود، موقعیت این قطعات را میتوان با توجه به نیاز تنظیم کرد. کشش روی فنر به موقعیت پل‌های عاج بستگی دارد. آینه روی رشته یا نخ بین قطعات قرار‌می‌گیرد. هنگامی که جریان اندازه‌گیری از سیم‌پیچ عبور می کند، پرتو منعکس شده از طریق آینه بر روی مقیاس متمرکز‌می‌شود.
که در اینجا فرکانس نوسان طبیعی عنصر متحرک با فرکانس مشخص‌شده تنظیم‌می‌شود. تنظیم عبارت‌است از تنظیم نوسان فرکانس طبیعی به طوری که با فرکانس اندازه‌گیری و جریان عبوری از آن برابر‌باشد.
تنظیم گالوانومتر ارتعاشی به کشش فنر تعلیق بستگی دارد. کشش روی فنر به این معنی‌است که نیروی کشش به صورت محوری روی فنر عمل می‌کند. تنظیم دامنه ارتعاش را افزایش می‌دهد و به همین دلیل نوار وسیع نور بر روی صفحه نمایش منعکس میشود.
تئوری گالوانومتر ارتعاشی
در نظر بگیرید که i جریانی‌است که از سیم‌پیچ یک گالوانومتر ارتعاشی می‌گذرد.
انحراف گشتاور،
معادله حرکت برابر است با :
که در آن :
G – ثابت جابجایی
J – ثابت اینرسی
D – ثابت میرایی
K θ- ثابت کنترل – زاویه انحراف
نکته – دامنه گالوانومتر‌ارتعاشی با افزایش ثابت میرایی G افزایش می‌یابد. میرایی ثابت با استفاده‌از سیم‌پیچ ناحیه بزرگ همراه با حداکثر تعداد دور افزایش می‌یابد.
گالوانومتر ارتعاشی نوع مغناطیسی
عملکرد نوع مغناطیسی به میدان مغناطیسی فرکانس تشدید بستگی دارد.
رزونانس پدیده‌ای است‌که در آن یک سیستم نوسانی ، سیستم دیگر را با دامنه زیاد در فرکانس ثابت نوسان می‌کند. فرکانسی که در آن دامنه نسبی به حداکثر می‌رسد به عنوان فرکانس پاسخ شناخته‌می‌شود.
ابزار نوع آهنربای متحرک ، قطعه کوچک آهنربا به همراه آینه‌بین قطب‌های دو آهنربای دائمی معلق‌است. جریان اندازه‌گیری از سیم‌پیچ عبور می‌کند و به همین دلیل میدان مغناطیسی در اطراف آنها ایجاد میشود.
میدان مغناطیسی کوچک بین قطب‌های آهنربا شروع به چرخش می‌کند. همچنین به جای آهنرباهای دائمی از آهنرباهای الکتریکی استفاده‌می‌شود. آهنربا از طریق اندازه‌گیری جریان عبوری از سیم‌پیچ انرژی می‌گیرد.
در گالوانومتر‌ارتعاشی نوع مغناطیسی، تنظیم بین سیستم متحرک و فرکانس را میتوان با تنظیم کشش یا تعلیق فنر و میدان مغناطیسی بین قطب آهنرباها انجام داد.