Компенсационный метод измерения. Потенциометр. Принцип действия

Метод измерений, основанный на компенсации (уравнивании) измеряемого напряжения или эдс напряжением, создаваемым на известном сопротивлении током от вспомогательного источника. К. м. и. применяют не только для измерений электрических величин (эдс, напряжений, токов, сопротивления); он широко применяется и для измерения др. физических величин (механических, световых, температуры и т.д.), которые обычно предварительно преобразуют в электрические величины.

К. м. и. является одним из вариантов метода сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (добиваются нулевого показания измерительного прибора). К. м. и. отличается высокой точностью. Она зависит от чувствительности нулевого прибора (См. Нулевой прибор) (нульиндикатора), контролирующего осуществление компенсации, и от точности определения величины, компенсирующей измеряемую величину.

К. м. и. электрического напряжения в цепи постоянного тока состоит в следующем. Измеряемое напряжение U_x (см. рис.1) компенсируется падением напряжения, создаваемым на известном сопротивлении r током от вспомогательного источника U_всп (рабочим током l_p). Гальванометр Г (нулевой прибор) включается в цепь сравниваемых напряжений перемещением переключателя (П на рис.1) в правое положение. Когда напряжения скомпенсированы, ток в гальванометре, а следовательно, и в цепи измеряемого напряжения U_x отсутствует. Это является большим преимуществом
К. м. и. перед другими методами, так как он позволяет измерять полную эдс источника U_x и, кроме того, на результаты измерений этим методом не влияет сопротивление соединительных проводов и гальванометра. Рабочий ток устанавливают по нормальному элементу (См. Нормальный элемент) E_N с известной эдс, компенсируя её падением напряжения на сопротивлении R (переключатель П — в левом положении). Значение напряжения U_x находят по формуле U_x = E_N ∙ r/R, где r — сопротивление, падение напряжения на котором компенсирует U_x.

При измерении компенсационным методом силы тока I_x этот ток пропускают по известному сопротивлению R₀ и измеряют падение напряжения на нём l_xR₀. Сопротивление R₀ включают вместо показанного на рис. источника напряжения U_x. Для измерения мощности необходимо поочередно измерить напряжение и силу тока. Для измерения сопротивления его включают во вспомогательную цепь последовательно с известным сопротивлением и сравнивают падения напряжения на них. Электроизмерительные приборы, основанные на К. м. и., называются Потенциометрами или электроизмерительными компенсаторами. К. м. и. применим также для измерений величин переменного тока, хотя и с меньшей точностью. К. м. и. широко применяется в технике в целях автоматического контроля, регулирования, управления.

Рис. 1. Схема компенсатора эдс с нормальным элементом:
U _всп — источник вспомогательного напряжения; R — калиброванное сопротивление;
r _peг — регулировочное сопротивление; EN — нормальный элемент; I _p — рабочий ток;
Г — гальванометр; П — переключатель; U _x — измеряемое напряжение.

Поиск по сайту: