Действующих в приборе

Проекции точек пересечения кривых вращающего и противодей­ствующего моментов на ось абсцисс дают шкалу прибора. Для рас­сматриваемого нами слу­чая шкала будет равно­мерной. Равномернойназывается такая шкала, по всей длине которой чувствительность (а следовательно, и постоянная)

имеет одно и то же значение. Для нерав­номерных шкал эта вели­чина в разных точках шкалы различна. Равно­мерная шкала является большим достоинством прибора. Она позволяет удобно производить от­счет, допускает интерпо­лирование значения из­меряемой величины для тех случаев, когда стрелка устанавливается на неоцифрованном делении; кроме того, упрощается изготовление многопредельных приборов.

Если подвижную часть принудительно отвести от положения равновесия, соответствующего, например, точке а (рис. 6), на неко­торый угол ± , то на нее будет действовать разность моментов М - М_а, причем направление этой разности такое, что под ее дей­ствием подвижная часть стремится занять положение равновесия.

Рассматриваемый момент М = М — М_а называется устанавли­вающим моментом.

В общем случае устанавливающий момент зависит от значений и и поэтому не является удобной величиной, характеризующей свойства прибора. Более удобен в этом отношении удельный уста­навливающий момент , определяемый как производная от устанавливающего момента по углу отклонения подвижной части, т.е.

(10)

Для рассматриваемого случая на рис. 6 = и неизменен по всей шкале. В более общем случае для каждой точки шкалы может иметь разное значение. Удельный устанавливающий момент не равен нулю при статическом равновесии подвижной части, не зависит от величины отклонения подвижной части от положения равновесия и его можно однозначно определить для каждого угла поворота подвижной части.

В приборе желательно иметь величину удельного устанавливаю­щего момента достаточно большой для того, чтобы уменьшить до необходимой величины погрешность от трения в случае применения опор и погрешность от остаточных деформаций упругих элементов в случае применения приборов на растяжках.

Рассмотрим этот вопрос для приборов с опорами несколько подробнее. Как уже указывалось, подвижная часть, выведенная из положения статического равновесия, будет стремиться возвратиться к нему под действием устанавливающего момента. Однако ввиду наличия трения в опорах подвижная часть прибора не вернется и точку а (рис. 6) и остановится тогда, когда устанавливающий момент окажется равным моменту трения М , т. е. подвижная часть не дойдет до теоретического положения равновесия на угол , который представляет собой погрешность от трения.

Используя формулу (10), можем написать

(11)

Отметим, что формула (11) справедлива и при нелинейных зави­симостях моментов от угла поворота, если только величина невелика, что обычно и имеет место на практике.

Приведенная погрешность от трения определится как

(12)

где — наибольший угол отклонения подвижной части.

Исследования показывают, что если опоры проектируются так, чтобы при разном весе подвижной части сохранялась величина мак­симально допустимого напряжения в паре керн — подпятник (это достигается выбором радиусов закруглений керна и кратера камня), то момент трения растет пропорционально весу G подвижной части и степени 1,5. Если принять это условие, то можно написать

(13)

где с - коэффициент, учитывающий влияние на момент трения качества опор - механических свойств материалов керна и камня, качества шлифовки площадки соприкосновения, свойств смазки, если она применяется, и т. п.

Вместо погрешности от трения в практике приборостроения ис­пользуется обратная ей величина, называемая теоретическим коэф­фициентом добротности:

(14)

Ввиду трудности подсчета коэффициента с обычно вместо теоре­тического коэффициента добротности определяется практический коэффициент добротности как

(15)

Из анализа выражения (15) видно, что хотя оно и существенно проще для практических расчетов, чем уравнение (14), но зато и область применения его уже. Практический коэффициент доброт­ности в том виде, как он представлен формулой (15), имеет смысл лишь для приборов с углом шкалы 90°, у которых вращающий момент не зависит от положения подвижной части. Множитель 10 введен для того, чтобы для наиболее распространенных приборов коэффициент добротности выражался числом, близким к единице.

Отсутствие в формуле коэффициента, зависящего от качества опор (аналогичного коэффициенту с в выражении для теоретиче­ского коэффициента добротности) позволяет производить качествен­ное сравнение механических свойств приборов по величине коэффи­циента добротности только при условии, что у сравниваемых прибо­ров технология изготовления и материалы кернов и подпятников одинаковы. Это возможно в условиях одного завода или в том случае, если опоры получаются от одного завода-поставщика. Чем выше коэффициент добротности, тем при данном качестве опор меньше погрешность от трения. Однако увеличение коэффициента доброт­ности, как правило, связано с ухудшением таких свойств прибора, как чувствительность, потребление мощности и некоторых других. Поэтому если завод может понизить коэффициент добротности за счет улучшения качества опор при сохранении свойств выпускае­мых приборов, то это свидетельствует о росте технологической куль­туры производства.

Несмотря на то, что коэффициент добротности далеко не пол­ностью определяет механические свойства приборов и качество конструкции, им широко пользуются как некоторым характеристи­ческим числом при проектировании приборов.

Для приборов на растяжках, вопросы проектирования которых в настоящее время в значительной степени еще только разрабатываются, также рекомендованы некоторые критерии качества, на­пример механический коэффициент добротности, определяемый как

(16)

где с — коэффициент, зависящий от свойств растяжек.

Можно показать, что чем больше механический коэффициент добротности, тем меньше погрешности, связанные с применением растяжек, и выше механическая надежность прибора.