Аналоговые измерительные устройства

          Электромеханические усилители широко используются для усиления слабых постоянных и медленно меняющихся токов и напряжений. Основными элементами являются: магнитоэлектрический гальванометр и преобразователь угла поворота рамки в электрический параметр (ток, напряжение, коэффициент взаимной индуктивности и т. д.). Наибольшее применение получили фотооптические и индукционные (трансформаторные) преобразователи.

          Схема  фотогальванометрического  усилителя изображена на рис. 2.20.
          При отсутствии тока IВХ в рамке гальванометра Г, освещенность обеих   половин фоторезистора ФР световым лучом, отраженным от зеркала гальванометра, одинакова и ток IВЫХ через нагрузочное сопротивление RН равен нулю. Появление тока в рамке гальванометра вызывает ее отклонение, что приводит к перемещению луча света по фоторезистору. При этом сопротивление одной половины фоторезистора увеличивается, а другой – уменьшается. Баланс схемы нарушается и по резистору RН начинает протекать ток IВЫХ,  значение которого пропорционально отклонению рамки гальванометра, а полярность зависит от направления отклонения.
          Достоинствами фотогальванометрических усилителей (ФГУ) являются:  1) отсутствие обратной реакции преобразователя на рамку гальванометра; 2) малый уровень собственных шумов; 3) большая стабильность нуля; 4) высокая эффективность преобразования.
          К недостаткам ФГУ следует отнести: 1) большую инерционность и чувствительность к механическим воздействиям; 2) сложность конструкции; 3) выход по постоянному току.


          На рис. 2.21 показана схема усилителя с индукционным преобразователем. Принцип действия индукционных преобразователей основан на индуцировании переменной ЭДС в рамке гальванометра (или второй рамке, жестко с ней связанной). Рамка 1 гальванометра жестко связана с рамкой 2, помещенной в переменное магнитное поле, создаваемое с помощью катушек 3. При протекании постоянного тока I0  рамка 1 гальванометра  поворачивается на некоторый угол.  Поворот рамки 1 приводит к повороту, жестко связанной с ней, рамки 2 и в ней индуцируется переменная ЭДС UВЫХ.
          Достоинствами гальванометрических усилителей  с индукционными преобразователями (ГУ с ИП) являются:  1) малый  уровень  собственных шумов; 2) большая стабильность нуля; 3) простота конструкции; 4) не требуют специальной наладки; 5) поучение выходного сигнала переменного тока.
          К  недостаткам ГУ с  ИП относятся: 1) большая инерционность и чувствительность к механическим воздействиям.