Історія розвитку приладобудування

Розвиток військової техніки, металургії, нафтопромислів, машинобудування, теплоенергетики, засобів транспорту - також подавала нові вимоги до приладобудування.

У другій половині XIX ст. розширюються області практичного використання електрики і оптики. Знадобилося рішення ряду вимірювальних завдань. Великі вимоги до кількості та якості випускався електрообладнання пред'являли електростанції, промислові підприємства, міські і магістральні електричні залізниці. Науково-дослідні інститути та лабораторії вимагали нових, більш точних і чутливих приладів. У 80-х роках XIX ст. стався великий переворот в розвитку приладів. З цього часу прилади з рухомим магнітом починають витіснятися приладами з рухомою рамкою.

До 80-х років XIX ст. запити науки і практики цілком задовольняли гальванометри з рухомими магнітами. Однак з розвитком промислової електротехніки картина різко змінилася. Виникла необхідність в щитових і переносних стрілочних приладах, завжди готових до роботи, і приладах, показання яких не залежали б від зовнішніх магнітних полів і збурень. Гальванометри з рухомим магнітом на підвісі не задовольняли ні першого, ні другого вимогам. Вони потребували попереднього встановлення і підготовці до роботи і тому не могли бути використані в якості щитових або переносних приладів. Крім того, вони були вельми чутливі до зовнішніх магнітних полів.

У 1880р. М. Депре зробив спробу усунути основні недоліки, властиві гальванометр з рухомими магнітами, використавши З цією метою звичайну магнітну стрілку, вміщену в котушку з вимірюваним струмом. Для захисту приладу від зовнішніх магнітних полів всю систему поміщали в межполюсние просторі подковообразного магніту. У 1881 р д'Арсонваля Депре видозмінили прилад, ввівши рухливу котушку і замінивши раніше застосовувалася рухому частину порожнистим циліндричним сердечником. Свідчення цієї приладу не залежали від зовнішніх магнітних полів, але його шкала була нерівномірною. У 1884 р для лінії електропередачі Крейл-Париж французький вчений Депре сконструював новий прилад, вільний від зазначеного недоліку.

У 1899 р для електрофізіології французький дослідник Ж. А. д'Арсонваля побудував чутливий дзеркальний гальванометр з підковоподібним магнітом, розташованим вертикально, і з біфілярного підвісом. Прилади такого типу випускалися майстернями Карпанов в двох варіантах: з дзеркальним і стрілочним відліком. Дзеркальний гальванометр Арсонваля

Незважаючи на те, що гальванометри Арсонваля були чутливі і точні, вони могли бути використані тільки в лабораторних умовах. Тим часом промисловість і транспорт відчували потребу в нестаціонарних (щитових і переносних) приладах. Для створення таких приладів необхідно було відмовитися від підвісів і розтяжок і перейти до принципово новому кріпленню рухомої частини приладів. Це зробив в 1888 г.амеріканскій інженер Е. Вестон. У його приладі вісь рухомий системи була встановлена ​​на кернах, а для створення протидіє моменту і підведення струму до рамки використовували дві спіральні пружинки. Завдяки цьому прилад такої конструкції міг працювати в будь-якому положенні, т. Е. Міг бути переносним, щитовим, використовуватися для установки на кораблях, автомобілях і т. Д. Принципова схема його з відповідними конструктивними змінами збереглася і в сучасних приладах.

До початку 90-х років XIX ст. був накопичений значний досвід конструювання магнітоелектричних гальванометров. Було встановлено, що їх чутливість залежить від багатьох факторів і визначається електричними і механіческіміпараметрамі приладу, опором зовнішнього ланцюга і т. П.

У 1890 р В. Е. Айртон, Мазер і Самінер представили Лондонському фізичній суспільству доповідь, в якому були викладені результати досліджень великого числа гальванометров різних типів. Грунтуючись на теоретичних висновках, Айртон і Мазер сконструювали гальванометр з вузькою і довгою рамкою, розташованої в повітряному проміжку горизонтального магніту (без сердечника).

З розвитком в 80-х роках XIX ст. промислової електротехніки з'явилася також необхідність у вимірювальних приладах, придатних для застосування в ланцюгах змінного струму. Були створені численні конструкції приладів для вимірювання напруги (прилади електромагнітної, електродинамічної, феродинамічні системи і т. Д.). На перший погляд магнітоелектричні прилади повинні були відійти на задній план і поступитися місцем іншим системам. Однак цього не сталося, так як магнітоелектричні прилади мають істотні переваги: ​​висока чутливість, мале власне споживання енергії, рівномірна шкала, висока точність і т. Д.

Переваги магнітоелектричних приладів були настільки очевидні, що відмовитися від них було неможливо, тому стали вельми успішно робити спроби пристосувати їх для роботи в ланцюгах змінного струму. Це досягалося попередніми випрямленням вимірюваного змінного струму. Перші спроби застосування випрямлячів відносяться до схем амперметрів і вольтметрів. Найбільшого поширення набула схема двухполуперіодного випрямляча, запропонована Л. Гретца в 1897 р ..

У зв'язку з великим попитом на електровимірювальні прилади в другій половині XIX ст. виникають нові фірми, що займаються виробництвом приладів: французька - «Carpentier», німецька - «Siemens und Halske», американська - «Weston Electric Instr. Company »і ін.

Для розглянутого періоду характерне зростання ролі вимірювальної техніки для наукових і інженерних цілей, пов'язане з проникненням кількісних методів аналізу в усі галузі фізики. Ці області вимагали точних вимірювань і розрахунків. Фізичні відкриття давали можливість побудови нових приладів, а потреби практики стимулювали їх швидкий розвиток і вдосконалення.

З початку XX в. чітко проявляється тенденція зростання ролі науки в технічному прогресі. Це стало можливим внаслідок того, що наука збагатилася досвідом, методами дослідження. Особливу роль відіграли успіхи електроніки - нової галузі науки і техніки.

Історія розвитку приладобудування показує, що в подальшому на протязі XX в. роль наукових досліджень у створенні нових вимірювальних і наглядових пристроїв незмінно зростає.

Шухардін С. "Техніка в її історичному розвитку"