Аналоговые измерительные устройства

5.1.1. Потенциометры  постоянного тока.

                      Рис. 5.1.                                                Рис. 5.2.

          На рис. 5.1 показана упрощенная схема потенциометра постоянного тока. Измерение  напряжения  (э.д.с.)  ЕХ   осуществляется в два этапа. Сначала устанавливается рабочий ток I в цепи UП, Rп, RH, R, при этом переключатель SA  должен быть поставлен в положение “1”. и, изменяя  сопротивление  резистора  Rп,  добиться нулевых   показания  нуль  индикатора  (НИ),  в качестве которого обычно используется магнитоэлектрический гальванометр. При этом IрRн = Ен и и  Iр = Eн /Rн. ( Ен -  источник напряжения, э.д.с. которого точно известна. Обычно в качестве источника Ен выбирается нормальный элемент. Rн – образцовый резистор, сопротивление которого выбирается в зависимости от рабочего тока потенциометра).

          Затем переключить SА в положение “2” и, изменяя сопротивление резистора RX, добиться равенства нулю показаний гальванометра. Тогда ЕX = IpRX ,

отсюда ЕX = EнRX / Rн.

                Чтобы избежать вычислений при каждом из актов измерений удобно выбрать значение RH таким, чтобы отношение  Eн/ Rн  было числом в виде 10- n , где n – целое (например: ; ; ).  Проградуировав RX в единицах напряжения, определим EX.

          При изменении температуры, хотя и слабо, изменяется ЭДС нормального элемента и  уходит от 10-n . Для устранения этого служит небольшой переменный резистор, который вместе с постоянным резистором входит в состав RH. Перед измерением значение RH корректируется, чтобы компенсировать уход отношения  за счет температурных изменений EH. Схема подобного компенсатора представлена на рис. 5.2.

          Точность установления момента компенсации, а, следовательно, и точность измерения зависят от чувствительности потенциометра SП

                      (5.1)

SПI – чувствительность схемы потенциометра;  – чувствительность гальванометра;  – приращение тока в цепи изменением  на ;  – является переменной величиной, зависящей от сопротивления входной цепи и в том числе от R источника измеряемой ЭДС.

Высокая точность компенсатора обусловлена высокой чувствительностью гальванометра, высокой точностью резисторов, и стабильностью вспомогательного источника питания.

          Резисторы могут быть выполнены с погрешностью не более 0,001%. ЭДС - с такой же погрешностью.

          Классы точности компенсаторов постоянного тока от 0,0005 до 0,5.

          Верхний предел измерения не превосходит 1,5 – 2,5 В. Нижний предел может составлять единицы нановольт. Если вместо нормального элемента используется источник питания, то верхний предел можно повысить до десятков вольт.

          Одно из достоинств: отсутствие потребления мощности от источника измеряемой величины в момент компенсации. Поэтому можно измерять ЭДС с помощью потенциометров. Для измерения высоких напряжений применяют схему с делителем напряжения, что приводит к потреблению мощности от источника .

          Потенциометры используются для измерения тока и напряжения.


© Copyright 2008, SLAiPS. All Rights Reserved. | Design by Design by analogiu.ru