Способ настройки осциллографического гальванометра Советский патент 1984 года по МПК G01R3/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при настройке осциллографических гальванометров (ОГ) с целью снижения погрешности последних. Известен способ настройки ОГ,вклю чающий регулируемое перемещение дер жателей подвижной части, регистрацию ее положения через смотровые окна в пазах корпуса ОГ и фиксацию положе- ния подвижной части Л . Недостатком данного способа является невозможность регулировки положения рамки в направлении, перпендикулярном к плоскости рамки. Кро Me того, смотровые окна нарушают гер метичность корпуса, в связи с чем он не применим для ОГ с жидкостным успо коением. Известен способ настройки сборки ОГ, включающий воздействие постоянным магнитным полем на подвижную часть ОГ, пропускание переменного то ка через обмотку гальванометра, опре деление положений касания корпуса с подвижной частью по смещению свето вого пятна от зеркала и фиксацию под вижной части в положении, среднем между положениями касания 2 . Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает правильного расположения плоскости рамки подвижной части относительно вектора магнитной индукции, угол между которыми определяет разницу отклонений светового пятна от нулевого поло жения при изменении полярности тока несимметрию, которая является состав ляющей погрешности регистрации. Цель изобретения - повышение точности настройки. Эта цель достигается тем,что согласно способу настройки осциллографи ческого гальванометра,включающему воздействие постоянным магнитным полем на подвижную часть гальванометра пропускание через нее переменного тока, регистрацию отклонения светового пятна от зеркала гальванометра и фиксацию положения подвижной части, в процессе воздействия магнитным полем при пропускании переменного тока через обмотку гальванометра регистрируют отклонение светового пятна от зеркала гальванометра в обе стороны от его начального положения, изменяют фазу переменного тока на 180°, а также регистрируют указанное отклонение, после .чего одновременно с пропусканием переменного тока через обмотку гальванометра пропускают постоянный ток, амплитуду которого монотонно увеличивают, и в процессе пропускания постоянного тока вновь (регистрируют отклонение светового пятна в обе стороны от начального положения, прекращают увеличение амплитуды ПОСТОЯННОГО тока в момент равенства нулю текущего значения несимметрии гальванометра, после чего прекращают пропускание переменного тока, причем фиксацию положения подвижной части производят при пропускании постоянного тока, а текущее значение несимметрии гальванометра и амплитудное значение переменного тока определяют из следующих соотношений (.0-n7oVC tO- 20 U,-vi,, амплитудное значение переменного тока; ЛПд - текущее значение несимметрии гальванометра соответственно текущие значения отклонения сйетового пятна в обе стороны от начального положения; значения отклонения в обе стороны при нулевом постоянном токе и переменном токе с нулевым сдвигом фЬзы; iO 2o отклонения при сдвиге фазы переменного тока, равном 180° ; S - чувствительность ОГ; а - градуировочное отклонение гальванометра. На чертеже представлена схема устройства для осуществления предложенного способа-. Устройство содержит генератор 1 . переменного тока, переключатели 2 и 3, потенциометры 4 и 5, источник 6 постоянного тока, ключ 7, миллиамперметр 8, настраиваемый ОГ 9, источник 10 света и экран 11. Способ осуществляют следукяцим образом. Гальванометр 9 устанавливают в гнездо магнитного блока (не показан) и выводят отраженный зеркалом ОГ луч источника 10 света на экран 11. Это положение принимают за начальное. Включают переключатели 2 и 3. От генератора 1 на ОГ 9 подают переменный сигнал, представляющий собой, например, серию прямоугольных импульсов, так что на экране получается светящаяся линия с ярко выраженным утолщением, соответствующим начальному положению. Потенциометром 5 устанавливсцот амплитуду переменного тока согласно выражению (2), что обеспечивает максимальную точность регистрации текущего значения несимметрии, после чего определяют разницу отклонений влево и вправо от начального положения (п,-Пзд). Затем переключателем 2 изменяют фазу переменного тока на противоположную и вновь определяют несиммет1рию ( ) , При величине йЛог / отличной от ::уля, замыкают ключ 7 и постепенно вводят потенциометр 4 до смещения нулевого положения на экране 11 на 10-12 мм. Вновь определяют величину йЛог Если величина возрастает в процессе настройки, изменяют направление постоянного тока переключателем 3. Амплитуду постояннрго тока увеличивают Потенциометром 4 до тех пор, пока не будет найдено положение истинного нуля, при котором (. разно нулю и плоскость витков обмотки гальванометра параллельна вектору магнитной индукции.

Данное положение подвижной части ОГ фиксируют и закрепляют подвижную часть в корпусе гальванометра.

Предложенный способ позволяет не только избежать механического касания г одвижной части и корпуса ОГ, но и повысить точность расположения подвижной части относительно вектора магнитной индукции и тем самым увеличить точность регистрации за счет уменьшения погрешности от несимметричного отклонения подвижной части.

Так, статическая погрешность регистрации определяется различием между реальной токовой характеристикой и идеальной, которая представляет собой прямую пропорциональную зависимость между величиной подаваемого сигнала и отклонением светового пятна осциллографического гальванометра на носителе записи.

Реальная токовая характеристика зависит от взаимного расположения рамки подвижной части ОГ и вектора магнитной индукции, от оптики гальванометра и осциллографа. Длягальванометров, в корпусе которыхимеются полюсные вставки, реальнаятоковая характеристика может бытьзаписана следующим образом

-Ч4- 1)

где Т - ток через обмотку ОГ;

li - оптический рычаг;

GO - отклонение светового пятна на экране обесточенного ОГ от положения истинного нуля.

Из формулы (3) следует, что реальная токовая характеристика ближе всего к идеальной в том случае, .если т.е. световое пятно обесточенного гальванометра соответствует истинному нулю. Определение этого положения светового пятна сводится к определению положения, при котором отклонение под действием тока становится симметричным при изменении его полярности, т.е. услоВИЮ, когда в .уравнении (3) отсутствует член ± .

I

В соответствии с предложенным

способом несимметрия отклонений сво,дится к нулю. Как сл едует из уравнения (3), этот способ уменьшает

акже и нелинейность токовой характеристики, так как при нелинейцость определяется только последним членом уравнения.. При сборке ОГ по

предложенному способу систематическая статическая погрешность регистрации светолучевого осциллографа, которая связана с несимметрией отклонения ОГ и нелинейностью его-токовой характеристики, не превышает 1% для отклонений порядка 50 мм.

СПОСОБ НАСТРОЙКИ ОСЦИШЮГРАФИЧЕСКРГО ГАЛЬВАНОМЕТРА, включающий воздействие постоянным магнитным полем на подвижную часть гальванометра, пропускание через нее переменного тока, регистрацию отклонения светового пятна от зеркала гальванометра и фиксацию положения подвижной части, отличаю щи и с я тем, что, с целью повьциения точности настройки, в процессе воздействия магнитным пoлJгм при пропускании переменного тока через обмотку гальванометра per гистрируют отклонение светового пятна от зеркала гальванометра в обе стороны от его начального положения, изменяют фазу переменного тока на 180, а также регистрируют указанное отклонение, после чего одновременно с пропусканием переменного тока через юбмотку ггшьванометра пропускают :постоянн1ай ток, амплитуду которого монотонно увеличивают, и в процессе пропускания постоянного тока вновь регистрируют отклонение светового пятна в обе стороны от начального положения, прекращают увеличение амплитуды постоянного тока в момент равенства нулю текущего значения несимметрии гальванометра, после чего прекращают.пропускание переменного тока, причем фиксацию положения подвижной части производят при пропускании постоянного тока, а текущее значение несимметрии гальванометра и амплитудное значение переменного тока определяют из следующих соотношений (, огЧГ тт- атУ i (Л где 3 - амплитудное значение переменного тока/ С in- - текущее значение несимметрии гальванометра; соответственно текущие значения отклонения светового пятна с обе стороны от начального положения; П значения отклонения в обе стороны принулевом постоям ном токе и переменном токе СП с нулевым сдвигом фазы; те же отклонения при сдвиге 10.20 фазы переменного тока, равном 180; S - чувствительность осциллогра фического гальванометра; а - граддуировочное отклонение гальванометра.