Galvanômetro

Um galvanômetro é um dos modelos de amperímetro do tipo analógico. O dispositivo está equipado com uma agulha que permite a visualização da medição. A agulha é responsável por amplificar visualmente um movimento, ela permite a leitura direta movendo-se na frente de uma escala graduada com os valores a serem medidos. Muitas vezes, a escala graduada é dotada em sua parte inferior de um espelho corretor de paralaxe , evitando erros de leitura.

História

O dispositivo deve seu nome a Luigi Galvani . O primeiro galvanômetro foi construído por Johann Schweigger, natural de Nuremberg , na Universidade de Halle em16 de setembro de 1820. André-Marie Ampère então contribuiu para o desenvolvimento do galvanômetro. Leopoldo Nobili aperfeiçoou o instrumento retirando-o da influência do campo magnético terrestre (galvanômetro astático ). Arsène d'Arsonval inventou um modelo adaptado para a medição de correntes muito fracas em eletrofisiologia (o galvanômetro balístico). Além disso, um galvanômetro de água é o dispositivo mais amplamente utilizado na indústria hidrelétrica.

Quadro móvel (ou magnetoelétrico)

Um galvanômetro de estrutura móvel, também chamado de movimento magnetoelétrico, ou movimento d'Arsonval, consiste em uma bobina montada em um pivô , banhada no campo magnético de um ímã fixo, nesta bobina está fixada a agulha de visualização e 2 molas , antagonistas ou espiral (raux), responsável por trazer o conjunto móvel para a posição zero, além de fornecer a bobina de voz.

• A bobina de baixa impedância é conectada em série no circuito por onde flui a corrente a ser medida.
• A corrente, passando pela bobina, induz nela um campo eletromagnético , que provoca um pivotamento por repulsão dos campos magnéticos. Quanto mais intensa a corrente, mais a bobina se inclina.

Este sistema é o mais preciso, mas também o mais frágil. Ele só funciona em corrente contínua. Dispositivos magnetoelétricos medem valores médios.

Existem versões magnetoelétricas com retificador que permitem a medição em corrente alternada senoidal, mas dando valores distorcidos em outras formas de sinais.

Havia também versões de galvanômetros, de eixo vertical, cuja moldura móvel era suspensa por fios de torção que também transportavam a corrente a ser medida, e cuja agulha foi substituída por um espelho que permitia, sem constrangimento mecânico, projetar a imagem de um dedo indicador em uma graduação localizada a alguma distância, aumentando assim a sensibilidade. Esses dispositivos eram excessivamente frágeis, protegidos por uma campânula de vidro e montados em um suporte equipado com parafusos micrométricos para ajustar a verticalidade do eixo.

Ferromagnético

O galvanômetro ferromagnético usa duas pás de ferro macio dentro de uma bobina.

• Uma das paletes é fixa, a outra integral com a agulha é montada em um pivô.
• Quando a corrente passa pela bobina, as duas palhetas se magnetizam e se repelem, independentemente da direção da corrente.
• Já no quadro móvel, uma mola é responsável por retornar o palete à posição zero.

Esse arranjo é freqüentemente usado para exibições de mesa. É de precisão média, mas funciona em alternância ou contínua. Dispositivos ferromagnéticos medem valores rms.

Sua sensibilidade é fraca e sua graduação não é linear.

Térmico

Um galvanômetro térmico é composto de um fio através do qual flui a corrente. Esse fio se aquece e se alonga, causando o movimento de uma agulha.

Esta montagem é a mais robusta das três, mas também é a menos precisa e também sofre reações muito lentas.

Ele funciona tão bem em CA quanto em CC e mede os valores efetivos.

Eles eram amplamente usados ​​para medir correntes de alta frequência, especialmente correntes de antena em instalações de rádio.

Galvanômetro tangencial

Este dispositivo, descrito pela primeira vez por Claude Pouillet em 1837, tem por princípio comparar com o campo magnético terrestre o campo magnético criado em um solenóide pela corrente elétrica a ser medida. Veja o artigo: Galvanômetro tangencial .

Principais características

Um galvanômetro é essencialmente caracterizado por:

• sua sensibilidade “s”: dá o número de divisões da escala de leitura correspondente a uma variação na corrente de uma unidade (geralmente o microampere). Para dispositivos de ponto luminoso, a sensibilidade é geralmente expressa em milímetros por microampere;
• sua resistência interna "ri";
• sua classe de precisão: dá, como uma porcentagem da classificação, a incerteza absoluta sobre o valor medido,
• o seu método de instalação: vertical, horizontal ou oblíquo (a respeitar sob pena de erros de medição).

Vantagens e desvantagens

Esses conjuntos permitem medições mais ou menos precisas.

• Associado a um conjunto retificador, um divisor de tensão e corrente, é utilizado para medir: tensões ou correntes diretas e alternadas.
• Ao adicionar uma bateria a um sistema de estrutura móvel para alimentar um circuito resistivo, um ohmímetro é obtido para medir as resistências .
• Os pequenos movimentos instantâneos da agulha permitem visualizar certas variações do sinal medido, difíceis de traduzir em um display digital.

Esta montagem é baseada em mecânica de precisão, portanto bastante frágil, sensível às vibrações.

• A precisão deste dispositivo tornou-se insuficiente para muitas aplicações eletrônicas .
• O galvanômetro ferromagnético só pode realizar medições válidas em correntes alternadas não senoidais.
• Os sistemas de medição eletrônicos são muito mais precisos.

Formulários

Agora, o princípio do galvanômetro é usado em muitos sistemas de controle e posicionamento. Por exemplo, um galvanômetro é usado em muitos leitores de CD para posicionar o captador ótico. Há também um galvanômetro em cada disco rígido , onde é usado para posicionar a cabeça de leitura magnética.

Galvanômetros também são usados ​​para posicionar feixes de laser em máquinas de estereolitografia , sinterização seletiva a laser , em sistemas de projeção a laser ou em scanners 3D .

Em todas essas aplicações, a posição é medida com um codificador ou sensor angular e regulada por um controle de malha fechada .