Компенсационный метод измерения
Iг -= (Ux – UK)/(Rr + RK) = ∆U/(Rr + RK). (7.8)
Чем чувствительнее гальванометр, тем при меньших изменениях IГ произойдет соответствующее изменение тока Iк, нужное для выполнения условия UK ≈UX.
Повышение чувствительности достигается благодаря применению специальной конструкции гальванометра, что обеспечивает при токах порядка 10~10— 10~14 А максимальный угол поворота подвижной части.
Значение компенсирующего тока Iк зависит от значений E1 = E2, относительного изменения фотосопротивлений и может достигать нескольких десятков микроампер.
Гальванический компенсатор имеет высокую чувствительность :при высоком входном сопротивлении.
Электрометрические компенсаторы — измерители напряжения, использующие электромеханический электрометр и имеющие весьма • высокое входное сопротивление (1016—1017 Ом). Они просты ,и удобны в эксплуатации. Электромеханический электрометр представляет собой чувствительный электростатический измерительный механизм, легкая подвижная часть которого подвешивается на тонкой упругой нити. В механизме применяется световой указатель положения подвижной части. Схема электрометрического компенсатора представлена на рис. 7.9, где электрический электрометр, состоящий из двух неподвижных обкладок 1, 2 и подвижной обкладки 3, расположенной симметрично относительно неподвижных.
Рис. 7,9, Схема электрометрического компенсатора
К подвижной обкладке прикреплено миниатюрное зеркальце. На неподвижные обкладки подается напряжение возбуждения UВ, что позволяет повысить чувствительность и возможность установки нуля показаний электрическим путем (при замкнутых зажимах Ux
посредством переменного резистора R0).
Принцип работы электрометрического компенсатора аналогичен работе гальванометрического компенсатора.
При подключении измеряемого напряжения Ux подвижная часть электрометра Э повернется на некоторый угол, что приведет к перераспределению световых потоков, освещающих фоторезисторы ФRl
и ФR2 к появлению тока компенсации Iк и соответственно напряжения UК, уравновешивающего измеряемое напряжение Ux. Подвижная часть электрометра будет отклоняться до тех пор, пока не наступит равенство напряжений Ux = UK. Так как сопротивление резистора обратной связи RK может быть незначительным, то ток Iк может быть сравнительно большим и измеряться микроамперметром. Входной ток компенсатора определяется токами утечки, поэтому он мал, а следовательно, входное сопротивление велико (1016 — 1017 Ом). Кроме измерителей напряжения строятся и высокочувствительные электрометрические измерители тока.
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЕНСАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Компенсаторы, как было указано, способны измерять напряжение или э. д. с.; косвенным образом с их помощью можно измерять и ряд других электрических величин, таких, как ток, сопротивление, мощность, связанных с напряжением определенной зависимостью.
Как приборы высокой точности, компенсаторы используются в измерительной технике в основном, для поверки измерительных приборов непосредственной оценки — амперметров, вольтметров, ваттметров. Целью поверки является нахождение основной погрешности прибора и установление степени его соответствия классу точности, указанному на шкале этого прибора.
Кроме того, во многих случаях при лабораторных исследованиях, технических и промышленных измерениях также пользуются компенсационными схемами (либо для достижения высокой точности измерений, либо для выполнения измерения без отбора тока от объекта измерения).
Ниже приведены схемы измерения основных электрических величин.
Схема для измерения напряжения и э. д. с.
Измеряемое напряжение Ux подводится к зажимам I—3, делителя напряжения (рис. VI-26). Поскольку величина Ux может меняться в больших пределах, достигая сотен и даже тысяч вольт, а компенсатор непосредственно способен измерять напряжение порядка (1÷2) в, между компенсатором и измеряемым напряжением включают делитель напряжения.
На рисунке приведена схема делителя напряжения типа ДН-1, выпускаемого специально для компенсаторов. Измеряемое напряжение, на которое включен поверяемый вольтметр, целиком подводят к делителю напряжения, а к компенсатору—только часть этого напряжения. Напряжения; подводимое к делителю, Ux, и снимаемое с делителя к компенсатору, Ux , связаны между собой зависимостью:
где R—максимальное сопротивление делителя;
r—сопротивление, с которого снимается напряжение Ux'.
Рис. VI-26
В делителе ДН-1 сделаны отводы, позволяющие снимать к компенсатору точно 1/10, 1/100, 1/500 часть подведенного напряжения.
Схема для измерения тока
Измеряемый ток, который проходит по поверяемому амперметру (в случае его поверки), пропускается через образцовое сопротивление Ко, значение которого известно с достаточной степенью точности (рис. VI-27).
Напряжение, возникающее на известном сопротивлении от измеряемого тока, подается на компенсатор, где измеряется обычным путем.
Значение тока, измеренное компенсатором, рассчитывается по формуле
IX=UK/R0
где U к— показание компенсатора
.
Образцовые сопротивления, представляют собой сопротивления высокого класса точности и всегда имеют номинальные значения вида 1-10", где п— целое число.
Как правило, они имеют четыре зажима: два токовых и два потенциальных. Токовыми зажимами образцовое сопротивление включается в токовую цепь, а с потенциальных снимается напряжение к компенсатору.
Для увеличения точности измерения rq выбирают таким, чтобы падение напряжения на нем от измеряемого тока было не менее 10% значения верхнего предела измерения данного компенсатора; при этом будут использованы все декады магазина R компенсатора.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5