Измерение ручным потенциометром
требует много времени и при этом не
обеспечивает непрерывное слежение
за текущим значением измеряемой величины.
Автоматические компенсаторы
постоянного тока применяются для измерения малых Э ДС и напряжений, а также
неэлектрических величин функционально с ними связанных (температуры, давления и
т.д.).
Автоматические компенсаторы по роду
измеряемой величины можно разделить на две группы: а) автоматические
потенциометры для измерения напряжения и тока; б) автоматические потенциометры
для измерения активных и комплексных сопротивлений.
Выпускаются потенциометры для
измерения напряжения и температуры (КСП) и
миллиамперметры и вольтметры (КСУ). Класс точности автоматических потенциометров
много ниже чем ручных и составляет значение 0,25 – 0,5. Время прохождения
указателем всей шкалы (быстродействие): 1 – 10 с.
Упрощенная схема автоматического
потенциометра для измерения напряжения показана на рис. 5.3.
Рис. 5.3.
Схема работает следующим образом.
Предположим,
что при подлючении к схеме измеряемого напряжения UX, компенсиру-ющее напряжение UК = 0.
Тогда напря-жение ∆U, поступающее
на вход усилителя (У) будет равно UX. Это напряжение усиливается и подается на реверсивный двигатель (Д),
вал которого механически связан с подвижным контактом
реохорда R. Вращаясь, вал двигателя
перемещает подвижный контакт реохорда R,
который связан с указателем отсчетного устройства. Перемещение этого контакта
осуществляется до тех
пор, пока UК = IP RP не
станет равным UX. При этом ∆U = UX – UК будет равно нулю, и вал двигателя перестанет
вращаться и перемещение подвижного контакта реохорда прекратится.
Уравнение шкалы прибора в момент
полной компенсации определяется выражением
(5.2)
где
- линейное перемещение контакта реохорда (указателя);
- полное сопротивление реохорда;
- полная длина реохорда; IP –
рабочий ток.
Входное сопротивление компенсатора в
условиях полной компенсации измеряемого значения (идеальный случай) равно бесконечности. Наличие пороговой
чувствительности приводит к уменьшению входного сопротивления:
(5.3)
где UП -
пороговое напряжение схемы прибора, приведенное ко входу; RВХУС –
входное сопротивление усилителя.
Причинами появления погрешности являются:
1) нестабильность обратного преобразователя;
2) порог чувствительности (зона
нечувствительности)- обнаруживается в
усилителе, двигателе, обслуживающем устройстве, обратном преобразователе.
Наибольшую зону нечувствительности имеют двигатели;
3) дрейф нуля n-го
звена.
Дрейф нуля (чаще в усилителе) вносит меньшую погрешность.