एमीटर और वोल्टमीटर डिवाइस

प्रारंभ में, वाल्टमीटर और एमीटर केवल यांत्रिक थे, और केवल कई वर्षों बाद, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के विकास के साथ, डिजिटल वोल्टमीटर और एमीटर का उत्पादन शुरू हुआ। फिर भी, अब भी यांत्रिक मीटर लोकप्रिय हैं। डिजिटल वाले की तुलना में, वे हस्तक्षेप के प्रतिरोधी हैं और मापा मूल्य की गतिशीलता का अधिक दृश्य प्रतिनिधित्व देते हैं। उनके आंतरिक तंत्र व्यावहारिक रूप से पहले वाल्टमीटर और एमीटर के कैनोनिकल मैग्नेटोइलेक्ट्रिक तंत्र के समान ही रहते हैं।

इस लेख में, हम एक विशिष्ट डायल के उपकरण को देखेंगे, ताकि कोई भी नौसिखिया वाल्टमीटर और एमीटर के संचालन के बुनियादी सिद्धांतों को समझ सके।

अपने काम में, सूचक मापने वाला उपकरण मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिद्धांत का उपयोग करता है। उच्चारित ध्रुव के टुकड़ों वाला एक स्थायी चुंबक जगह पर तय होता है। इन ध्रुवों के बीच एक स्टील कोर तय की जाती है ताकि चुंबक के कोर और ध्रुव भागों के बीच एक हवा का अंतर बन जाए स्थायी चुंबकीय क्षेत्र.

एक जंगम एल्यूमीनियम फ्रेम को अंतराल में डाला जाता है, जिस पर बहुत पतले तार का तार लपेटा जाता है।फ्रेम धुरा शाफ्ट पर तय किया गया है और चरखी के साथ घुमाया जा सकता है। डिवाइस का तीर कॉइल स्प्रिंग्स के साथ फ्रेम से जुड़ा हुआ है। स्प्रिंग्स के माध्यम से कॉइल को करंट की आपूर्ति की जाती है।

जब एक करंट I कॉइल के तार से होकर गुजरता है, तब, चूंकि कॉइल को एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, और इसके तारों में करंट लंबवत रूप से प्रवाहित होता है, अंतराल में चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं को पार करते हुए, की तरफ से एक घूर्णन बल चुंबकीय क्षेत्र उस पर कार्य करेगा। विद्युत चुम्बकीय बल एक टोक़ एम बनाएगा, और कॉइल, फ्रेम और हाथ के साथ मिलकर एक निश्चित कोण α के माध्यम से घूमेगा।

चूंकि गैप में चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण अपरिवर्तित (स्थायी चुंबक) है, इसलिए टॉर्क हमेशा कॉइल में करंट के समानुपाती होगा, और इसका मान करंट पर और इस विशेष डिवाइस के निरंतर डिजाइन मापदंडों पर निर्भर करेगा (c1) ). यह क्षण बराबर होगा:

फ्रेम के रोटेशन को रोकने वाला प्रतिक्रिया क्षण, स्प्रिंग्स की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, स्प्रिंग्स के मरोड़ के कोण के समानुपाती होगा, अर्थात, चलती भाग से जुड़े तीर के रोटेशन का कोण:

इस तरह, रोटेशन तब तक जारी रहेगा जब तक कि फ्रेम में करंट द्वारा निर्मित M, स्प्रिंग्स से काउंटर मोमेंट Mpr के बराबर न हो जाए, यानी जब तक संतुलन न हो जाए। इस बिंदु पर तीर रुक जाएगा:

जाहिर है, स्प्रिंग्स का मोड़ कोण फ्रेम करंट (और मापा करंट) के समानुपाती होगा, यही वजह है कि मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम उपकरणों में समान पैमाना होता है। तीर के रोटेशन के कोण और मापी गई धारा की इकाई के बीच आनुपातिकता कारक k को डिवाइस की संवेदनशीलता कहा जाता है।

व्युत्क्रम को पैमाना विभाजन या इकाई स्थिरांक कहा जाता है। मापा मूल्य को विभाजित मूल्य के उत्पाद के रूप में निर्धारित किया जाता है स्केल डिवीजनों की संख्या.

अपने एक स्थान से दूसरे स्थान पर तीर के संक्रमण के दौरान जंगम फ्रेम के कंपन से बचने के लिए, इन उपकरणों में चुंबकीय प्रेरण या वायु वाल्व का उपयोग किया जाता है।

चुंबकीय प्रेरण स्पंज एल्यूमीनियम की एक प्लेट है जो डिवाइस के रोटेशन की धुरी पर तय होती है और हमेशा एक स्थायी चुंबक के क्षेत्र में तीर के साथ चलती है। परिणामी भँवर धाराएँ वाइंडिंग को धीमा कर देती हैं। निष्कर्ष यह है कि, लेनज़ के नियम के अनुसार, प्लेट में भँवर धाराएँ, उन्हें उत्पन्न करने वाले स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करके, प्लेट की गति को बाधित करती हैं, और इसके दोलन तीर जल्दी मर जाता है। चुंबकीय प्रेरण के साथ ऐसे सदमे अवशोषक की भूमिका एल्यूमीनियम फ्रेम द्वारा निभाई जाती है जिस पर कॉइल घाव होता है।

फ्रेम को घुमाते समय, एल्युमीनियम फ्रेम को भेदने वाले स्थायी चुंबक से चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है, जिसका अर्थ है कि एल्यूमीनियम फ्रेम में एड़ी धाराएं प्रेरित होती हैं, जो स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करते समय ब्रेकिंग प्रभाव डालती हैं, और हाथ का दोलन रुक जाता है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों के एयर डैम्पर्स बेलनाकार कक्ष होते हैं जिनमें पिस्टन को अंदर रखा जाता है, जो उपकरणों की चलती प्रणालियों से जुड़ा होता है। जब गतिमान भाग गति में होता है, तो पंख के आकार का पिस्टन कक्ष में बंद हो जाता है और सुई के दोलनों को नम कर दिया जाता है।

आवश्यक माप सटीकता प्राप्त करने के लिए, डिवाइस को माप के दौरान गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित नहीं होना चाहिए, और तीर विक्षेपण केवल स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ कुंडल वर्तमान की बातचीत से उत्पन्न टोक़ से संबंधित होना चाहिए। स्प्रिंग्स के माध्यम से फ्रेम का निलंबन।

गुरुत्वाकर्षण के हानिकारक प्रभाव को खत्म करने और संबंधित त्रुटियों से बचने के लिए, छड़ पर चलने वाले वजन के रूप में डिवाइस के चलने वाले हिस्से में काउंटरवेट जोड़े जाते हैं।

घर्षण को कम करने के लिए, स्टील की युक्तियाँ पॉलिश पहनने के लिए प्रतिरोधी स्टील या टंगस्टन-मोलिब्डेनम मिश्र धातु से बनी होती हैं, और बीयरिंग कठोर खनिज (सुलेमानी, कोरन्डम, माणिक, आदि) से बने होते हैं। टिप और समर्थन असर के बीच की दूरी को एक सेट स्क्रू के साथ समायोजित किया जाता है।

शून्य प्रारंभिक स्थिति में तीर को सटीक रूप से सेट करने के लिए, डिवाइस एक सुधारक से सुसज्जित है। डायल में सुधारक एक स्क्रू आउट है और एक स्प्रिंग के साथ एक पट्टा से जुड़ा है। एक स्क्रू का उपयोग करके, आप धुरी के साथ सर्पिल को थोड़ा स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे तीर की प्रारंभिक स्थिति को समायोजित किया जा सके।

अधिकांश आधुनिक उपकरणों में लोचदार धातु बैंड के रूप में स्ट्रेचर की एक जोड़ी से निलंबित एक जंगम हिस्सा होता है जो कॉइल को करंट की आपूर्ति करता है और फ्लोइंग टॉर्क बनाता है। क्लैंप एक दूसरे के लंबवत स्थित फ्लैट स्प्रिंग्स की एक जोड़ी से जुड़े हुए हैं।

ईमानदार होने के लिए, हम ध्यान दें कि ऊपर चर्चा की गई क्लासिक तंत्र के अलावा, न केवल यू-आकार के मैग्नेट वाले उपकरण हैं, बल्कि बेलनाकार मैग्नेट और प्रिज्म के आकार के मैग्नेट और यहां तक ​​​​कि एक आंतरिक फ्रेम वाले मैग्नेट भी हैं, जो स्वयं स्वयं जंगम हो सकते हैं।

करंट या वोल्टेज को मापने के लिए, मैग्नेटोइलेक्ट्रिक डिवाइस को एमीटर या वोल्टमीटर सर्किट के अनुसार डीसी सर्किट में शामिल किया जाता है, अंतर केवल कॉइल के प्रतिरोध और डिवाइस को सर्किट से जोड़ने के लिए सर्किट में होता है। बेशक, सभी मापा करंट को करंट को मापते समय डिवाइस के कॉइल से नहीं गुजरना चाहिए, और वोल्टेज को मापते समय ज्यादा बिजली की खपत नहीं करनी चाहिए। मापने वाले उपकरण के आवास में निर्मित एक अतिरिक्त अवरोधक उपयुक्त परिस्थितियों को बनाने में काम करता है।

वाल्टमीटर सर्किट में अतिरिक्त प्रतिरोधक का प्रतिरोध कॉइल के प्रतिरोध से कई गुना अधिक होता है, और यह प्रतिरोधक धातु से बना होता है प्रतिरोध का तापमान गुणांकजैसे मैंगानिन या कॉन्स्टेंटन। एमीटर में कॉइल के साथ समानांतर में जुड़े प्रतिरोधक को शंट कहा जाता है।

शंट का प्रतिरोध, इसके विपरीत, मापने वाले कार्य कॉइल के प्रतिरोध से कई गुना कम है, इसलिए मापा वर्तमान का केवल एक छोटा सा हिस्सा कॉइल वायर से गुजरता है, जबकि मुख्य धारा शंट के माध्यम से बहती है। एक अतिरिक्त रोकनेवाला और शंट आपको डिवाइस की माप सीमा का विस्तार करने की अनुमति देता है।

डिवाइस के तीर के विचलन की दिशा मापने वाले कॉइल के माध्यम से वर्तमान की दिशा पर निर्भर करती है, इसलिए, डिवाइस को सर्किट से कनेक्ट करते समय, ध्रुवता का सही निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है, अन्यथा तीर दूसरी दिशा में चलेगा . तदनुसार, कैनोनिकल रूप में मैग्नेटोइलेक्ट्रिक डिवाइस एक एसी सर्किट से कनेक्शन के लिए अनुपयुक्त हैं, क्योंकि सुई एक स्थान पर रहते हुए बस कंपन करेगी।

हालांकि, मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों (एमीटर, वोल्टमीटर) के फायदों में उच्च सटीकता, पैमाने की एकरूपता और बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा उत्पन्न गड़बड़ी का प्रतिरोध शामिल है। नुकसान हैं प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए अनुपयुक्तता (प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए, आपको पहले इसे ठीक करने की आवश्यकता होगी), ध्रुवीयता का निरीक्षण करने की आवश्यकता, और मापने वाले कॉइल के पतले तार की अतिभार की भेद्यता।