Компенсационный метод измерения
Оглавление
1.Компенсационныйметод
2.Применение компенсаторов постоянного тока
3.Схема для измерения напряжения и э. д. с
4.Схема для измерения тока
5.Схема для измерения сопротивлений
6.Схема для измерения мощности и поверки ваттметров
7. Компенсаторы переменного тока
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
Компенсационный метод (метод противопоставления) измерения заключается в уравновешивании, осуществляемом включением на индикатор равновесия либо двух электрически
Рис. 7.2, Схема компенсации напряжений
не связанных между собой, но противоположно направленных напряжений или ЭДС, либо двух раздельно регулируемых токов. Компенсационный метод используют для непосредственного сравнения напряжений или ЭДС, тока и косвенно для измерения других электрических, а также неэлектрических величин, преобразуемых в электрические.
Применяют следующие схемы компенсации: а) напряжений или ЭДС (рис. 7.2); б) электрических токов (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Схема компенсации токов
Схема, показанная на рис. 7.2, наиболее распространенная. В ней измеряемое напряжение Ux компенсируется равным, но противоположным по знаку известным напряжением UK. Падение напряжения UK создается током / на изменяемом по значению компенсирующем образцовом сопротивлении RK. Изменение Rк происходит до тех пор, пока UK не будет равно Ux. Момент компенсации определяют по отсутствию тока в цепи магнитоэлектрического гальванометра G; при этом мощность от объекта измерения не потребляется.
Компенсационный метод обеспечивает высокую точность измерения.
Компенсаторами или потенциометрами называют устройства, предназначенные для измерения методом компенсации напряжения или э.д.с., а также ряда других электрических величин, связанных с напряжением или э.д.с. с функциональной зависимостью (например, I, P, R, и др.).
В практических схемах компенсаторов для обеспечения необходимой точности измерения ток I в рабочей цепи определяют не амперметром непосредственной оценки, а компенсационным методом с помощью эталона ЭДС нормального элемента. Нормальные элементы обеспечивают постоянную во времени ЭДС, равную 1,01865 В при температуре 20 °С, внутреннее сопротивление 500—1000 Ом, ток перегрузки 1 мкА. С изменением температуры окружающей среды значение ЭДС уменьшается на каждый градус повышения температуры:
Et = E20 - 0,00004 (t - 20) - 0,000001 (t ~ 20)2, (7.3)
где E t — ЭДС при температуре t, °С; E20 — ЭДС при 20 °С.
Схема компенсатора представлена на рис. 7.4. Она содержит источник вспомогательной ЭДС Eвсп для питания рабочей цепи, в которую включают регулировочное Rp, компенсирующее RK и образцовое RH сопротивления. К зажимам НЭ подключают нормальный элемент, ЭДС которого Eнэ, к зажимам X — искомую ЭДС Ех. В качестве индикатора равновесия используют высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр G.
При работе с Компенсатором выполняют две операции:
1) устанавливают ток / в рабочей цепи компенсатора с помощью источника вспомогательной ЭДС Eвсп (положение 1 переключателя В);
2) измеряют искомую ЭДС Ех (положение 2 переключателя В).
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 RH, значение которого выбирают в зависимости от значений тока в рабочей цепи и ЭДС при температуре t (сопротивление RK состоит из катушки с постоянным значением сопротивления и последовательно соединенной с ней температурной декадой). Затем переключатель В ставят в положение 1 и ЭДС
Рис. 7.4. Схема компенсатора
нормального элемента противопоставляют падению напряжения на Ru, которое регулируется с помощью изменяющего значение тока / в рабочей цепи резистором Rp. Момент компенсации соответствует нулевому отклонению гальванометра G, т. е. Eнэ = IRn.
После установления рабочего тока I для измерения Ех переключатель В ставят в положение 2 и регулировкой образцового компенсирующего сопротивления Rк вновь доводят до нуля ток в цепи гальванометра G. Тогда
(7.4)
где I — значение тока, установленное при положении 1 переключателя В;RK— значение образцового компенсирующего сопротивления, при котором имеет место состояние равновесия.
Сопротивление RK 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. Р схеме с шунтирующими декадами при каждом положении двойных переключателей одна секция верхней декады шунтируется девятою секциями нижней декады, при этом
Рис. 7.5, Схема с замещающими декадами
общее сопротивление между точками 3 и 4 (см. рис. 7.4) остается неизменным. Ток через ceкции сопротивлений нижней декады Г в десять раз меньше тока ' через секции сопротивлений верхней декады, т. е.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5