Все описанные ранее электроизмерительные приборы дей­ствуют на принципе электромагнитной индукции и пригодны для измерения постоянного и переменного тока с частотой порядка 50 периодов в секунду. При увеличении частоты, самоиндукция обмотки прибора и находящиеся внутри катуш­ки металлические части начинают сильно сказываться на точ­ности показаний таких приборов. Влияют на точность пока­заний таких приборов и большие потери энергии, которые быстро возрастают с увеличением частоты тока.
Кроме электромагнитных измерительных приборов, суще­ствуют так называемые тепловые измерительные приборы. Вы знаете, что если по проводнику, имеющему некоторое сопротивление, пропустить электрический ток, то проводник, в зависимости от силы тока, нагреется. Нагревшись же, про­водник несколько удлинится. Удлинение проводника, в зави­симости от силы пропускаемого через него тока, будет меняться и тем самым показывать, какой силы ток пропущен через него. На этом принципе и основана работа тепловых электроизмерительных приборов.
Особая ценность тепловых электроизмерительных прибо­ров, помимо простоты их изготовления, состоит в том, что они пригодны для измерения токов высокой частоты, то-есть для измерения радиотоков.
К недостаткам таких приборов относятся: неравномерность шкалы, так как при увеличении силы тока проводник нагре­вается сильнее и удлиняется. Поэтому в начале шкала такого -прибора имеет мелкие деления, а. в конце—более крупные. Тепловые приборы чувствительны к перегрузке: если через прибор пропустить ток больший, чем тот, на кото­рый рассчитан прибор, то нить перегорит. Самым существенным недостатком тепловых приборов является влияние на них температуры окружающей среды. С изменением тем­пературы стрелки тепловых приборов сходят с нуля. Но если учесть, что неравномерность шкалы абсолютно не отражается на качестве работы прибора и, тем более, на точности изме­рений, что всякий прибор при перегрузке может испортиться, а последний недостаток —влияние внешней температуры, можно устранить специальным устройством, регулирующим показание нуля, то при простоте изготовления и дешевиз­не прибора есть смысл сделать его для своей лаборато­рии.
Для корпуса амперметра нам потребуется консервная банка из-под килек или шпротов, имеющая высоту 30 мм и диаметр 100 мм. В дне банки, вблизи у борта сделайте отверстие наподобие перевернутой замочной скважины, то-есть на расстоянии 20—30 мм от борта просверлите сначала круглое отверстие диаметром 5—7 мм и затем от него по на­правлению к борту банки вырежьте продолговатое отверстие длиной 10—15 мм и шириной 3—4 мм. Это отверстие позво­лит нам вешать прибор на гвоздь, на котором он будет прочно держат! ся.
Из толстой фанеры, а лучше из фибры вырезают круг диаметром 95 мм. На нем будет устанавливаться вся система амперметра. На круг наносится окружность диаметром 75 мм и делится на три равные части,— каждая точка, таким обра­зом, будет отстоять от другой по прямой линии на 65 мм. В этих точках просверливаются отверстия, в которые ввин­чиваются контакты — болтики с гаечками. На них будут закрепляться рабочая и вспомогательная нити прибора.
Между двумя любыми контактами проводится прямая линия и .на ее середине делается отверстие диаметром 10 мм. В это отверстие будет выходить ось со стрелкой прибора. Центр отверстия будет отстоять от борта круга на 29 мм (см. рис. 43 а).
Из латуни или жести толщиной в 2 мм делаются две скобки (шириной 10 мм) для укрепления стрелки по рис. 43 б. В центре скоб необходимо с внутренних сторон сделать углубления для оси, а в лапках—отверстия для крепящих болтиков или шурупов.
Ось с роликом показана на рис. 43 в. В качестве оси можно применить гвоздик толщиной в 2 мм или такой же толщины отрезок, проволоки, заточенный на конус с обоих концов. На оси закрепляется ролик, размеры которого ука­заны на том же рисунке. Ролик должен отстоять от одного конца оси на 3 мм и от другого на 17 мм. Ролик можно сделать деревянный, металлический, резиновый или из пробки. Важно, чтобы он был ровный и отверстие в нем находилось бы точно в центре.

 

Рис. 43. Детали теплового амперметра.
а—основание для теплового амперметра, б—скобка лля закрепления стрелки амперметра, в—ось амперметра с роликом, г—стрелка амперметра, и—стойка лля регулировочного болтика амперметра.

 

Стрелка амперметра делается из тонкой жести или алю­миния по рис. 43 г.
Теперь нужно изготовить из тонкой балалаечной струны пружинку и изготовить рабочую нить, а затем можно присту­пать к сборке прибора. Для нити можно взять любую прс-волоку, кроме железной. Хорошо, если найдется отрезок серебряной проволоки, но можно использовать и обыкновен­ную медную диаметром в 0,1 мм. При такой нити прибором можно будет измерять силу тока до 3 ампер. Проволока должна быть длиной 8—10 см.
Регулирующее устройство для установки стрелки на нуль делается очень просто. Оно состоит из стоечки с болтиком. Стойку можно сделать из толстой жести, согнутой углом. В стойке просверливаются два отверстия—одно для шурупа, другое для болтика. К отверстию, предназначенному для болтика, необходимо припаять гаечку от болтика. Стойка регулировочного болтика показана на рис. 43 д. Установка нуля осуществляется путем натяжения или ослабления пру­жинки болтиком.
Сборка амперметра производится в следующем порядке (см. рис. 44 а).

Рис. 44. Тепловой амперметр, а—монтаж амперметра, б—готовый тепловой амперметр.

 

Все контакты и регулировочный болтик устанавливаются на своих местах. Прежде чем устанавливать на место стрелку, вокруг ролика (рис. 43 в) обвертывают раза два-три суровую нитку. Затем стрелка закрепляется на панели скобками, из­готовленными по рис. 43 б, но так, чтобы стрелка приходи­лась на противоположной стороне по отношению к монтажу.
Между клеммами а и б (рис. 44 а) натягивается медная проволока диаметром в 0,1 мм—основная нить. Прежде чем ее закрепить в контактах, на нить надевается петелькой другая проволочка, несколько тоньше по сечению, чем основ­ная нить. Свободный конец этой вспомогательной проволочки закрепляется в натянутом положении контактом в. К этой проволочке привязывают нитку от ролика стрелки, второй конец нитки связывают с пружинкой, и пружинка закреп­ляется на панели. Нитка и пружинка должны быть настолько натянутыми, чтобы стрелка, если смотреть на прибор с ли­цевой стороны, находилась в своем крайнем левом положении.
При этом регулировочный болтик должен плотно сопри­касаться с пружинкой.
На дно коробки корпуса ставятся три деревянные стоечки высотой в 15 мм и скрепляются с корпусом шурупами. На стойки кладется панель прибора и намечаются места для клемм и регулировочного винта. После этого панель выни­мают из корпуса и в борту корпуса делают отверстия для клемм и винта. Клеммы необходимо хорошо изолировать от корпуса резиновыми трубочками. Затем клеммы соединяют­ся гибким проводом с контактами а и б панели, и панель устанавливается на стойки и прикрепляется к ним шурупами.
Шкала наклеивается на панель, и прибор градуируется тем же способом, как и амперметры другой системы, то-есть включается в электрическую цепь последовательно с фабричным амперметром, и, согласно показаниям последнего,, делаются соответствующие пометки на шкале самодельного прибора.
После того как прибор будет отградуирован, на панель накладывается кольцо из толстой латуни шириной в 7 мм, на котором будет держаться стекло. Для того чтобы стекло не выпадало, края корпуса—банки надо немного зафальце-вать, то-есть, проводя острием ножа под углом в 45° по борту, загнуть его внутрь.
Если от изменения температуры воздуха стрелка прибора несколько отойдет в сторону от нуля, надо осторожно под­вернуть регулировочный винт и натянуть рабочую нить настолько, чтобы стрелка встала на нуль. Готовый ампер­метр показан на рис. 44 б.