 |
Рисунок 7.4 – Схема компенсатора
|
|
|
|
Рисунок 7. 4 – Схема компенсатора
Для установки рабочего тока предварительно определяют температуру окружающей среды, затем по (7. 3) вычисляют точное значение ЭДС нормального элемента для данной температуры. Далее устанавливают образцовое сопротивление , значение которого выбирают в зависимости от значений тока в рабочей цепи и ЭДС при температуре (сопротивление состоит из катушки с постоянным значением сопротивления и последовательно соединенной с ней температурной декадой). Затем переключатель В ставят в положение 1 и ЭДС нормального элемента противопоставляют падению напряжения на, которое регулируется с помощью изменяющего значение тока в рабочей цепи резистором . Момент компенсации соответствует нулевому отклонению гальванометра , т. е. .
После установления рабочего тока для измерения переключатель В ставят в положение 2 и регулировкой образцового компенсирующего сопротивления вновь доводят до нуля ток в цепи гальванометра . Тогда
(7. 4)
где I - значение тока, установленное при положении 1 переключателя В; - значение образцового компенсирующего сопротивления, при котором имеет место состояние равновесия.
Сопротивление выполняют по специальным схемам, которые обеспечивают постоянное сопротивление между точками 3, 4 и переменное сопротивление между точками 3, Д, а также необходимое число знаков и точность отсчета.
Указанным условиям удовлетворяют схемы с замещающими (рис. 7. 5) и шунтирующими декадами (рис. 7. 6). В схеме с замещающими декадами все секции верхних декад полностью дублированы соответствующими секциями нижних декад. Переключатели двух одинаковых декад связаны механически. При перемещении переключателей общее сопротивление остается неизменным: если уменьшаются значения сопротивлений верхних декад, то увеличиваются значения сопротивлений нижних декад, и наоборот. Компенсирующее напряжение можно снимать с верхних или нижних декад. Каждая последующая декада имеет сопротивление секции в десять раз меньше предыдущей. В схеме с шунтирующими декадами при каждом положении двойных переключателей одна секция верхней декады шунтируется девятью секциями нижней декады, при этом общее сопротивление между точками 3 и 4 (см. рис. 7. 4) остается неизменным. Ток через секции сопротивлений нижней декады в десять раз меньше тока через секции сопротивлений верхней декады, т. е.
|
|
|
Рисунок 7. 5 – Схема с замещающими декадами
(7. 5)
Компенсирующее напряжение можно определить так
(7. 6)
где , - соответственно число включенных секции верхней и нижней декад; , - падения напряжения на отдельных секциях соответствующих декад.
Рассмотренные варианты выполнения сопротивления обеспечивают неизменность его полного значения, а следовательно, и неизменность тока в момент компенсации, если ЭДС вспомогательного источника.
Рисунок 7. 6 – Схема с шунтирующими декадами
В зависимости от значения сопротивления рабочей цепи различают компенсаторы постоянного тока большого сопротивления (высокоомные 10-40 кОм, ток рабочей цепи, порядок измеряемого напряжения 1-2, 5 В, погрешность измерения 0, 02 % от измеряемой величины) и малого сопротивления (низкоомные 10-1000 Ом; ток рабочей цепи, порядок измеряемого напряжения до 100 мВ, погрешность измерение 0, 6 % от измеряемого значения).
Схемные решения и конструкции компенсаторов постоянного тока могут быть различны.
Высокоомные компенсаторы используют для поверки магнитоэлектрических, электродинамических вольтметров, для расширения пределов измерения напряжения компенсаторами применяют высокоомные резисторные делители напряжения с отводами от определенных частей, что позволяет уменьшить измеряемое напряжение в раз (10, 100, 1000) до значения, близкого к верхнему пределу измерения компенсатора. При использовании делителя напряжения от объекта измерения потребляется некоторая мощность, т. е. теряется одно из основных преимуществ компенсационного метода.
|
|
|
При измерении ЭДС источников с большим внутренним сопротивлением или напряжений, действующих в высокоомных цепях, входное сопротивление магнитоэлектрических и электронных вольтметров может быть недостаточно большим, поэтому целесообразно использовать дифференциальный или компенсационный метод.
|
|
|
