ЗЕРКАЛЬНЫЙ ГАЛЬВАНОМЕТР Советский патент 1950 года по МПК G01R13/38 

Предметом настоящего изобретения является устройство для усиления слабых токов, состоящее из зеркального гальванометре с фотоэлементом, в цепь которого включен второй измерительный прибор таким образом, что часть фототока используется для автоматической компенсации тока в цепи основного гальванометра.

Существующие высокочувствительные зеркальные гальванометры имеют обычно больной период колебаний подвешенной системы и, как правило, увеличение чувствительности за счет конструкции рамки или ее подвеса приводит к еще большему росту периода. Одновременно о этим, чем более чувствителен гальванометр, тем менее стабилен его нудь. Это последнее обстоятельство обычно и кладет предел увеличению чувствительности гальванометре за счет увеличения точности отсчета отклонения зайчика гальванометра (посредством термореле и фотореле). Введение (посредством, например, фотореле) обратной связи, уменьшающей момент силы, противодействующих отклонению подвешенной системы гальванометра из положения равновесия, вызывает одновременно и рост периода и уменьшение стабильности нуля. Поэтому оно применимо только к гальванометрам низкой чувствительности и короткого собственного периоде.

Предлагаемый гальванометр отличается от всех существующих тем, что в ней применено высокоэффективное фотоэлектрическое реле, резко увеличивающее чувствительность гальванометра,

где G₁ - основной гальванометр, G₂ - вспомогательный гальванометр, Р - фотоэлемент /фотореле/.

Перемещение зайчика х гальванометра G₁ посредством фотореле - Р вызывает появление электрического тока J, малая часть i₁ которого ответвляется в цепь измеряемого тока навстречу ему. Основная часть тока ответвляется в цепь с сопротивлением W₂. Ток J фотореле при определенных условиях может во много раз превышать измеряемый ток i, так что эта схема играет одновременно роль усилителя постоянного тока. Измеряя ток J посредством вспомогательного гальванометра G₂ решают поставленную задачу увеличения чувствительности измерения слабых токов.

На чертеже изображена схема высокоэффективного фотореле Р.

Здесь есть источник света, освещающий посредством конденсаторе K₁ (или лучше ахроматического объектива) растр (решетку) , состоящий из непрозрачных равноотстоящих параллельных линий, нанесенных на стеклянную пластину так, что отношение ширины прозрачных и непрозрачных полос равно 1:1. В качестве такой решетки можно применить типографские растры с числом линий порядка 100 (или больше) на 1 см.

Растр располагают в фокальной плоскости ахроматического объектива K₂. Лучи света проходят через объектив K₂, падают на отражательную призму ABC, боковые грани которой АВ и ВС посеребрены, отражаются от грани АВ, падают на зеркало m гальванометра и, отразившись от него и от грани ВС призмы, идут параллельно направлению, по которому они шли до призмы ABC.

Второй объектив K₃, тождественный с первым и поставленный на пути этих лучей, образует в своей фокальной плоскости действительное изображение растра 5 в натуральную величину.

В этой же фокальной плоскости помещается второй, такой же по периоду растр Он устанавливается так, чтобы при неотклоненном положении зеркале гальванометра (i=0) изображения прозрачных полос растра совпадали с непрозрачными полосами растра . Следовательно, фотоэлемент Р не будет освещен. Поворот зеркала на угол вызовет смещение изображения растр . Следовательно, часть светового потока, пропорциональная углу (при его малости), пройдет через растр и осветит фотоэлемент.

Зеркальный гальванометр с фотоэлементов, отличающийся тем, что, с целью управления освещенностью фотоэлементе, в нем применены призма с посеребренными гранями и два оптических растра, состоящих из непрозрачных параллельных линий, нанесенных на стеклянную пластинку, причем один из растров расположен между источником света и призмой, отбрасывающей световой поток на зеркало гальванометре, а второй - между призмой и фотоэлементом таким образом, что при нулевом отклонении гальванометра изображение прозрачных полос первого растра совпадает с непрозрачными полосами второго растра, а при отклонении зеркала гальванометра изображение первого растра смещается и не фотоэлемент падает световой поток, величина которого определяется углом отклонения зеркала гальванометра.