Применение успокоителя в приборах с показывающим отсчетным устройством уменьшает время при отсчете показаний с минимальной погрешностью.

У уменьшают погрешность в измерительных регистрирующих устрой­ствах, где собственные колебания движущихся частей прибора накладываются на запись колебаний измеряемой величины, иска­жая тем самым результат записи показаний.

Принцип действия успокоителя. Успокоитель создает дополнительное торможение, которое гасит (снижает по определенному закону) собственные (свободные) колебания подвижной системы прибора.

1. Краткие ОСНОВЫ ТЕОРИИ УСПОКОЕНИЯ

Уравне­ние вращательного движения твердого тела можно записать в виде [1].

,

(1)

где J и e - соответственно, момент инерции подвижной системы прибора и ее угловое ускорение относительно оси вращения; -- сумма моментов всех внешних сил действующих на подвижную систему. В общем случае

,

(2)

здесь

Мв — вращающий момент, приводящий в движение подвижную систему;

М_п = Dj — противодействующий момент пружины, где D — удельный противодействующий момент пружины, численно равный моменту пружины при угле ее закручивания на 1 рад; j — угол отклонения подвижной системы от положения равновесия в момент времени t; М_тр — момент трения в опорах вала подвижной системы прибора;

М_у — момент торможения успокоителя; действие успокоителянаиболее эффек­тивно, когда М_у пропорционален первой степени скорости, т. е. когда

М_у = Сw,

где w — угловая скорость подвижной системы; С — коэффициент успокоения, численно равный значению М_у при w = 1 рад/с.

Перенеся правую часть в уравнении влево, уравнение можно записать в виде

(3)

(

Рис. 1. Законы движения подвижных систем приборов

Момент сил трения подвижной системы в приборах, как пра­вило, незначителен, и им можно пренебречь, т. е. можно предположить М_тр = 0 в фор­муле (3), тогда получим

(4)

Рассмотрим простейший (идеальный) случай движения, когда источник энергии движения выключен (М_в = 0) и успокоитель отсутствует (М_у = 0). Дифференциальное уравнение колебаний подвижной системы в этом случае

(5)

где — круговая частота собственных колебаний. Решение этого дифф.уравнения (5) имеет вид

(6)

где j₀ — угол отклонения от начального положения равновесия в момент времени t = 0.

Из формулы (6) следует, что подвижная система прибора, отклоненная от положения равновесия на угол j₀, будет все время совершать незатухающие гармонические колебания по закону косинуса (рис. 1, а) с периодом

Максимальное отклонение подвижной системы за половину периода называется амплитудой колебания. В рассмотренном случае она постоянна и равна j₀.

В действительности собственные колебания подвижной системы будут медленно затухать даже от незначительного момента трения М_тр.

Для более быстрого затухания собственных колебаний подвижной системы применяют успокоители.

При наличии успокоителя с моментом М_у = Сw, дифференциальное уравнение движения имеет вид:

(7)

где — степень успокоения.

Из уравнения (7) следует, что его решение, т. е. функция φ =f(t), зависит от степени успокоения β. При значениях β< 1 имеют место затухающие гармонические колебания(рис. 1, б). При значениях β = 1 (кривая 1 на рис. 1, в) и (β > 1 (кривая 2 на рис. 1, в) колебания отсутствуют, и подвижная система плавно возвращается к положению равновесия. Такое движение называ­ется апериодическим.