Файл: Быков М.А. Электрические измерения электрических величин [учеб. пособие].pdf

Втехнике измерений компенсаторы постоянного тока при­ меняют обычно в случаях, когда к измерению предъявляются требования повышенной точности, как, например, при поверке измерительных приборов непосредствен ной оценки и других специальных измерениях либо когда необходимо произвести измерение без отбора тока от участка цепи, где действует из­ меряемая величина.

Вширокой практике для измерения напряжения обычно пользуются вольтметрами, учитывая простоту и доступность этого метода.

Однако измерение вольтметром сопровождается методиче­ ской погрешностью, вызнанной тем, что вольтметр обладает собственным сопротивлением (не бесконечно большим) и, сле­ довательно, потребляет энергию из электрической цепи, ока­ зывая определенное влияние на ее работу.

Допустим, с помощью вольтметра, обладающего собствен­ ным сопротивлением Rv, требуется измерить напряжение на

сопротивлении нагрузки R (рис. VI-19).

где Е—э. д. с. источника;

RBH — е г о внутреннее сопротивление.

Рис . ѴІ-19

После подключения вольтметра (см. рис. VI-19, б) на его зажимах окажется (и им фактически измеряется) напряжение U', не равное напряжению U:

Из рассмотренного следует, что присоединение вольтметра к какому-либо участку схемы уменьшает эквивалентное сопро­ тивление этого участка и напряжение на нем. Таким образом,

235

отсутствие тока в измерительной части цепи и в гальванометре в момент измерения, а поскольку ток отсутствует, измеритель­ ная установка не вносит никаких искажений в цепь измеряе­ мой величины.

Таким образом, важным свойством метода компенсации яв­ ляется отсутствие потребления тока от цепи измеряемой вели­

Рис. ѴІ-22

В контур /, называемый контуром нормального элемента,

входят Ен—глаьванический, или «нормальный», элемент, э. д. с. которого известна с точностью до 4—5 знаков, RH — нормальное сопротивление, общее для контура / и ///, Г — гальванометр.

237

В контур //, называемый контуром измеряемой э. д. с, вхо­ дят Ех или Ux—измеряемые э. д. с. или напряжение, R—пя­ тиили шестидекадный магазин, общий для контуров / / will, и гальванометр Г.

необходимо знать в момент компенсации величину сопротив­ ления, параллельно которому она включена, и протекающий

рабочей цепи компенсатора, т. е. в контуре ///. Переключате­

справедливо уравнение

Отсюда

(ѴІ-42)

Величина э. д. с. нормального элемента определяется ГОСТ. Для насыщенных элементов, применяемых обычно с ла­ бораторными компенсаторами (при температуре 20°С), она может находиться в пределах 1,0185—1,0187 е. При повыше­ нии температуры до t°C величина Ен рассчитывается по фор­ муле

238

Таким образам, в главной цепи компенсатора в момент компенсации устанавливается рабочий ток в одну десятиты­ сячную ампера, причем величина его известна с точностью до пяти знаков, т. е. до 0,001%.

метр переключателем П включают в контур //. Изменяя сопро­ тивление участка Ь—с магазина R, с которого снимается ком­ пенсирующее напряжение, вновь добиваются отсутствия тока в

по положению ручек компенсатора с точностью до пяти или шести знаков в лабораторных компенсаторах и с меньшей точностью — в технических.

Поскольку для каждого типа компенсатора рабочий ток — величина вполне определенная и точно установленная, пока­ зания магазина R надписаны на нем прямо в значениях на­ пряжения, т. е. в вольтах (в момент компенсации равного зна­ чению измеряемой э. д. с ) .

Из сказанного следует, что устройство магазина R должно отвечать неокольким требованиям, а именно:

1. Компенсирующее напряжение Uec должно сниматься с участка Ь—с магазина R, причем должна обеспечиваться мак­ симально возможная плавность регулировки сопротивления этого участка от минимального до значения, соответствующе­ го верхнему пределу измерения компенсатора.

Качество компенсатора в целом в значительной степени зависит от схемы и конструкции магазина R, которые весьма разнообразны.

Одна из простейших схем сопротивления R состоит из однодекадного магазина сопротивлений (ступенчатая регули­ ровка) и реохорда (плавная регулировка). Компенсирующее напряжение снимается с движков С и С (рис. ѴІ-23); оно до­ статочно плавно регулируется, в то время как сопротивление между точками b и d, т. е. полное сопротивление магазина R, включенное в рабочую цепь, остается постоянным.

239