3-ma’ruza. Shоvqinlarning o’lchashlar aniqligiga ta’siri. Shоvqinlar bo’lmaganda klassik fizikada o’lchashlar. Chiziqli garmоnik ostsillyator. Tеbranuvchi o’lchash tizimlaridan turli rеjimlarda foydalanishning o’ziga xоs xususiyatlari

Braun harakatining galvanometr ko'rsatkichlariga ta'siri

Shovqin paydo bo'lishining sabablarini 3 guruhga bo'lish mumkin, ulardan biri nol bo'lmagan haroratda issiqlik tebranishlar. Keling, yorug'lik indikatorli galvanometr misolida issiqlik tebranishlarining elektromexanik tizimlarga ta'sirini ko'rib chiqaylik. Elektromexanik qurilmalar to'g'ridan -to'g'ri o’zgartirish qurilmalari deb tasniflanadi. Bu qurilmalarning asosiy funktsional qismlari: o'lchov zanjiri (ИЦ), ijro mexanizmi (ИМ) va hisoblash moslamasi (OУ).

3.1-rasm. Elektromexanik asbobning blok-sxemasi

ИЦ da kirish signali x bitta yoki ikkita oraliq elektr miqdori y₁ va y₂ ga aylanadi (masalan, I₁ va I₂ toklari yoki U kuchlanish), bu ИМ ga ta'sir qiladi. ИЦ o'lchov chegaralarini kengaytirish va xatolarni qoplashga xizmat qilishi mumkin. Ba'zi qurilmalarda, masalan, birlashtirilgan qurilmalarda, ИЦ elementlari qurilma hajmining asosiy qismini egallaydi.

IMda elektromagnit energiya, y₁ va y₂ oraliq qiymatlari mavjudligi sababli, mexanik energiyaga aylanadi, buning natijasida M_vr momenti hosil bo'ladi va IMning harakatlanuvchi qismi shkalani o’sish qiymati bo’yicha a burchakka tomon buriladi. IM ishlash tamoyiliga qarab, asboblarning quyidagi guruhlari (tizimlari) ishlatiladi: magnetoelektrik, elektromagnit, elektrodinamik, ferrodinamik, elektrostatik, induktsion.

Har xil turdagi asboblar guruhining IM ishlash printsipi o'zaro ta'sirga asoslangan: magnitoelektrik IM uchun - doimiy magnit va tok o'tkazgichning magnit maydonlari; elektromagnit uchun - tok o'tkazgich va ferromagnit yadro tomonidan yaratilgan magnit maydon; elektrodinamik (va ferrodinamik) uchun - oqimlari bo'lgan ikkita o'tkazgich tizimining magnit maydonlari; elektrostatik uchun - zaryadlangan elektrodlarning ikkita tizimi; induksion uchun - bu maydon harakatlanuvchi elementda (masalan, o'zgaruvchan tok elektr energiyasi hisoblagichining alyuminiy diskida) induktsiya qilingan oqim va to'lqinli oqimlari bo'lgan o'tkazgichning o'zgaruvchan magnit maydoni.

Hisoblash moslamalari o'lchangan qiymat qiymatlarini vizual ravishda o'qish uchun ishlatiladi. Elektromexanik ko'rsatkich asboblarida ular shkala va ko'rsatgichdan iborat.

Yorug'lik ko'rsatkichi - bu nurli nur shaklidagi ko'rsatgich bo'lib, u shkalada yorug'lik nuqtasini hosil qiladi, uning ko'rsatkichlari ko'rsatkichlar hisoblanadi. 3.2-rasm yorug'lik ko'rsatkichi bilan lampaning soddalashtirilgan sxemasini ko'rsatadi. Lampa 1 dan keladigan yorug'lik nuri kondansator 2, diafragma 3, oyna 4 va ob’yektiv 5 orqali oynaning 6 harakatlanuvchi qismga tushadi va undan aks etadi (sxemada ko'rsatilmagan oraliq oyna orqali) undan aks ettirilgan, indikatorli yorug'lik nuqta 8 ko'rinishida 7 shkalada tushadi. Ko'zgulardan ko’p akslantirish orqali uzunroq nurni olish va shu bilan qurilmaning sezuvchanligini oshirish mumkin.

3.2 -rasm. Yorug'lik ko'rsatkichili OY ning soddalashtirilgan sxemasi: 1 - lampa; 2 - kondensator; 3 - diafragma; 4 - oyna; 5 – ob’yektivlar; 6 - oyna; 7 - o'lchov shkalasi; 8 - yorug'lik nuqtasi.

Juda past toklarni o'lchash uchun bu turdagi juda sezgir asboblar mavjud. Ularning yuqori sezuvchanligi masofaviy shkalani mexanizmning harakatlanuvchi qismidan juda uzoq masofada joylashgan bo'lishi bilan bog'liq. Shkaladagi yorug'lik joyining holati nablyudatel tomonidan osongina aniqlanadi. Bunday galvanometrning mexanik qismi havoda bo'lgani uchun, atrofdagi atmosferaning gaz molekulalari issiqlik (Braun) harakati natijasida galvanometrning harakatlanuvchi qismlarini bombardimon qilib, oynaning tasodifiy tebranishlarini keltirib chiqaradi. Shu bilan birga, vaqt bo’yicha o'rtacha aylanish momenti nolga teng.

Agar galvanometr atrofdagi havo bilan issiqlik muvozanatida bo'lsa, u holda bir darajali erkinlikka ega harakatlanuvchi tizim uchun statistik mexanikadan ma'lum bo'lgan erkinlik darajalari bo'yicha energiyaning bo'linish qonuni bajariladi.

O'rtacha potentsial energiya

bu yerda D - galvanometrning inersiya momenti; f - nol pozitsiyadan chetga chiqish burchagi; k - Boltsmanning doimiyligi. Burilish burchagi tebranishlarining o'rtacha kvadrati

Shunday qilib, galvanometrning burilishining issiqlik tebranishlardan oshib ketgan taqdirdagina elektr tokini ishonchli qayd etish mumkin. Binobarin, bu galvanometr yordamida yozilishi mumkin bo'lgan minimal oqim, oqim I_min deb, tebranish og'ishlarining o'rtacha kvadratining ildiziga teng burchakka burilishni keltirib chiqaradi.

Galvanometr nisbati yordamida

bu yerda G - galvanometrning dinamik konstantasi, quyidagini olamiz

Ushbu paragrafda keltirilgan fikr boshqa elektromexanik tizimlarga, masalan, mikrofon membranasiga yoki piezoelektrik o'tkazgichga qo'llanilishi mumkin.