Компенсационный метод измерения

Компенсационныйметод (методпротивопос­тавления)измерениязаключаетсяв уравновешивании,осуществляе­момвключениемна индикаторравновесиялибо двухэлектрически

Рис. 7.2, Схема компенсациина­пряжений

не связанныхмежду собой,но противоположнонаправленныхнапряженийили ЭДС, либодвух раздельнорегулируемыхтоков. Компенсационныйметод исполь­зуютдля непосредственногосрав­нениянапряженийили ЭДС, токаи косвенно дляизмерениядругих электрических,а также неэлектри­ческихвеличин, преобразуемыхв электрические.

Применяютследующие схемыкомпенсации:а) напряженийили ЭДС (рис.7.2); б) электрическихтоков (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схемакомпенсациитоков

Схема,показаннаяна рис. 7.2, наиболеераспространенная.В ней измеряемоенапряжениеU_xкомпенсируетсяравным, нопро­тивоположнымпо знаку известнымнапряжениемU_K.Падениена­пряженияU_Kсоздаетсятоком / на изменяемомпо значениюком­пенсирующемобразцовомсопротивленииR_K.ИзменениеR_кпро­исходитдо тех пор, покаU_Kнебудет равноU_x.Моменткомпен­сацииопределяютпо отсутствиютока в цепимагнитоэлектриче­скогогальванометраG;при этом мощностьот объектаизмерения непотребляется.

Компенсационныйметод обеспечиваетвысокую точностьизме­рения.

Компенсаторамиили потенциометраминазывают устройства,предназначенныедля измеренияметодом компенсациинапряженияили э.д.с., а такжеряда другихэлектрическихвеличин, связанныхс напряжениемили э.д.с. с функциональнойзависимостью(например, I,P, R, идр.).

В практическихсхемах компенсаторовдля обеспечениянеобходи­мойточности измеренияток Iв рабочей цепиопределяютне ампер­метромнепосредственнойоценки, а компенсационнымметодом с помощьюэталона ЭДСнормальногоэлемента. Нормальныеэле­ментыобеспечиваютпостояннуюво времени ЭДС,равную 1,01865 В притемпературе20 °С, внутреннеесопротивление500—1000 Ом, ток перегрузки1 мкА. С изменениемтемпературыокружающейсреды значениеЭДС уменьшаетсяна каждый градусповышениятемпературы:

E_t= E20- 0,00004 (t- 20) - 0,000001(t~ 20)², (7.3)

где Et —ЭДС при температуреt,°С; E₂₀— ЭДС при 20 °С.

Схемакомпенсаторапредставленана рис. 7.4. Онасодержит источниквспомогательнойЭДС E_вспдля питаниярабочей цепи,в которую включаютрегулировочноеR_p,компенсирующееR_K иобразцовоеR_Hсопротивления.К зажимам НЭподключаютнор­мальныйэлемент, ЭДСкоторого E_нэ,к зажимам X— искомую ЭДС Е_х.В качествеиндикатораравновесияиспользуютвысоко­чувствительныймагнитоэлектрическийгальванометрG.

При работес Компенсаторомвыполняют двеоперации:

1) устанавливаютток / в рабочейцепи компенсаторас помощью источникавспомогательнойЭДС E_всп (положение 1 переключа­теляВ);

2) измеряютискомую ЭДСЕ_х(положение2 переключателяВ).

Для установкирабочего токапредварительноопределяюттемпе­ратуру окружающей среды, затемпо (7.3) вычисляютточ­ное значениеЭДС нормаль­ного элемента для данной температуры.Далее устанав­ливаютобразцовоесопротив­лениеR_H,значениекоторого выбирают в зависимости от значений тока в рабочейце­пи и ЭДС притемпературеt(сопротивлениеR_Kсостоитиз катушки спостояннымзначе­ниемсопротивленияи после­довательносоединеннойс ней температурной декадой). За­тем переключательВ ставятв положение1 иЭДС

Рис. 7.4. Схемакомпенсатора

нормальногоэлементапротивопоставляютпадению напряженияна R_u,котороерегулируетсяс помощью изменяющегозначение тока/ в рабочей цепирезисторомR_p.Моменткомпенсациисоответствуетнулевому отклонениюгальванометраG,т. е. E_нэ= IR_n.

Послеустановлениярабочего токаIдля измеренияЕ_хпереключательВ ставятв положение2 ирегулировкойобразцовогокомпенсирующегосопротивленияR_квновь доводятдо нуля ток вцепи гальванометраG.Тогда

(7.4)

где I— значениетока, установленноепри положении1 переклю­чателяВ;RK—значение образцовогокомпенсирующегосопро­тивления,при которомимеет местосостояниеравновесия.

СопротивлениеR_Kвыполняютпо специальнымсхемам, кото­рыеобеспечиваютпостоянноесопротивлениемежду точками3, 4 ипеременноесопротивлениемежду точками3, Д, атакженеобхо­димоечисло знакови точностьотсчета.

Указаннымусловиямудовлетворяютсхемы с замещающими(рис. 7.5) и шунтирующимидекадами (рис.7.6). В схеме сзамещаю­щимидекадами всесекции верхнихдекад полностьюдублированысоответствующимисекциями нижнихдекад. Переключателидвух одинаковыхдекад связанымеханически.При перемещениипере­ключателейобщее сопротивлениеостается неизменным:если умень­шаютсязначениясопротивленийверхних декад,то увеличиваютсязначениясопротивленийнижних декад,и наоборот.Компенсирую­щеенапряжениеможно сниматьс верхних илинижних декад.Каждая последующаядекада имеетсопротивлениесекции в десятьраз меньшепредыдущей.Р схеме с шунтирующимидекадами прикаждом положениидвойных переключателейодна секцияверхней декадышунтируетсядевятою секцияминижней декады,при этом

Рис. 7.5, Схемас замещающимидекадами

общеесопротивлениемежду точками3 и4 (см.рис. 7.4) остаетсянеизменным.Ток через ceкциисопротивленийнижней декадыГ вдесять разменьше тока' черезсекции сопротивленийверхней декады,т. е.

Компенсирующеенапряжениеможно определитьтак:

UK=mUA+ Nuб,

где m,n—соответственночисло включенныхсекций верхнейи нижней декад;ua,Uб —падениянапряженияна отдельныхсекциях соответствую­щихдекад.

Рассмотренныевари­антывыполнениясопро­тивленияR_Kобеспечи­ваютнеизменностьего полногозначения, асле­довательно,и неизмен­ностьтока Iв момент компенсации,если ЭДС вспомогательногоисточ­никаE_всп— const.

В зависимостиот зна­чениясопротивлениярабочей цепиразличаюткомпенсаторыпостоянноготока большогосопротивления(высокоомные10—40 кОм, ток рабочейцепи 10~³— 10~⁴А, порядокизмеряемогонапряжения1—2,5 В, погрешностьизмерения 0,02% от измеряемойвеличины) ималого сопротивления(низкоомные10-1000 Ом; ток рабочейцепи 0,1- 0.001 А, порядокизмеряемогонапряжениядо 100Мв, погрешность

измерения0,5% от измеряемогозначения.

Высокоомныекомпенсаторыпри­меняютсядля измеренийв высокоомныхцепях, где из-заус­ловий успокоениягальванометраи согласованияего сопротив­ленияс сопротивлениемсхемы применяютвысокоомныегаль­ванометры,а потому целесообразноиметь высокоомныйи цепь самогокомпенсатора.Низкоомныекомпенсаторыприменяют­сяв противоположныхусловиях. Высокоомныекомпенсаторырассчитываютсяна измерениенапряженийпорядка I—2,5в, имеютрабочий токв главной рабочейцепи 10~^s—10 ~* аисо­противлениеэтой цепи 10000—40000ом.

Низкоомныекомпенсаторырассчитанына измерениена­пряженийменее 100 мв ,сопротивлениеглавной рабочейцепи их имеетвеличину отдесятков до2000 оми токв главной ра­бочейцепи 10 ~¹—10~³а.

Как высокоомные,так и низкоомныекомпенсаторыпред­назначеныдля поверкиизмерительныхприборов и мер(шун­тов, делителей,измерительныхкатушек, нормальныхэлемен­тови пр.), а такжедля выполнениявсякого родарабочих из­мерений.

Компенсационныйметод относитсяк наиболееточным сре­диметодов и приборов,предназначенныхдля измеренияна­пряжений:погрешностьего может иметьпорядок 0,01% и да­же0,0011%.

В компенсаторепостоянноготока, как и влюбом другомприборе, построенномна косвенномметоде измерения,резуль­тирующаяпогрешностьизмерения(абсолютнаяили относи­тельная)является функциейчастных погрешностей,вносимых каждымэлементомсхемы. В компенсаторек таким элементамотносятсянормальныйэлемент, гальванометр,сопротивленияR_Hи R—чемточнее выполненыэти элементы,тем точнеере­зультатизмерения.

Своейвысокой точностикомпенсаторыпостоянноготока обязаныприсутствиюв схеме нормальногоэлемента, э. д.с. которогоизвестна сточностью дотысячных долейпроцента, скоторым (косвеннымобразом) производитсясравнениенеиз­вестногонапряженияили э. д. с.

Для облегчениярасчета допустимойпогрешностиизмере­ниябольшая частьсовременныхкомпенсаторовснабжаетсяформулой, указаннойв инструкциик пользованиюприбором. Вэтой формуледопустимыедля данногокомпенсаторапо­грешности,возникающиеза счет несовершенстваизготовле­нияэлементовсхемы, остающиесяпостояннымив процессеиз­мерений,объединяютсяв постоянныйчлен уравненияи не требуютпостоянногопересчета.

Переменнойвеличиной вформуле являетсясопротивлениеRbc,котороев процессеработы можетприниматьразные значенияв зависимостиот порядкаизмеряемогонапряженияи от опытаэкспериментатора.

При измеренииЭДС источниковс большим внутреннимсопро­тивлениемили напряжений,действующихв высокоомныхцепях,входноесопротивлениемагнитоэлектрическихи электронныхвольтмет­ровможет бытьнедоста­точнобольшим, поэтомуцелесообразноиспользо­ватьдифференциальныйили компенсационныйметод.

Дифференциальныйметод основанна изме­рении разности между

Рис. 7.7. Схемаизмерения постоянногонапря­жениядифференциальным методом

измеряемыми образцовымнапряжениемпри их неполнойкомпен­сации.Схема измеренияпредставленана рис. 7.7. Высокоомныйэлектронныйвольтметр у!счувствительнымпределом служитдля измеренияразностногонапряжениямежду измеряемымU_xиобраз­цовымU_Kнапряжениями.Магнитоэлектрическийаналоговыйили цифровойвольтметр У₂используетсядля измеренияобразцовогонапряжения1/_к.Рекомендуетсяпри U_K— 0измерить вольтмет­ромV1ориентировочноезначение U_x,а ужезатем установитьпо вольтметруV₂удобное дляотсчета напряжениеU_K.ИзмеряемоенапряжениеU_xприуказаннойполярностивключениявольт­метраV1определяетсякак U_x=U_K+∆U

Дифференциальныйметод обеспечиваетвысокую точностьизме­рениянапряжения.Погрешностьизмеренияопределяетсяв основ­номпогрешностьювольтметра,измеряющегоL/_K.

Входноесопротивлениецепи

RВХ=UX/I=(UK+∆U)/(∆U/RV1)=RV1(UK/∆U+1) (7.7)

намногопревышаетвходное сопротивлениеrviвольтметраV_t.Гальванометрическиекомпенсаторыслужатдля измеренияма­лых постоянныхнапряжений(порядка 10~⁸В). Основнымиэлементамигальванометрическогокомпенсатора(рис. 7.8) являются:измерительныймеханизммагнитоэлектрическогозеркальногогаль­ванометраG,образцовыйрезистор обратнойсвязи R_к,фоторези­сторыФR1и ФR₂,источникипостоянногонапряженияс Е1= Е2,магнитоэлектрическиймикроамперметр.

На зеркальцегальвано­метраGнаправленлуч света отпрожектораПр.ПриотсутствиинапряженияV_хлучсвета, отраженныйот зеркала,одинаковоосвещаетфотосопро­тивления,в результатеток Iк= 0. При подачена вход измерителянапряженияU_xв цепигальванометраGпояв­ляетсяток Iг,подвижнаячасть гальванометраповора­чиваетсяна некоторыйугол и происходитперераспределе­ниеосвещенностифоторези­сторови изменениеих соп­ротивлений.

Рис. 7.8

Согласносхеме включенияфоторезисторови полярностиU_хсопротивлениефоторезистораФR1уменьшится,а ФR₂увеличится.Через резисторR_Kпотечетток I_к,создавая наR_KкомпенсирующеенапряжениеU_K,почти равноеизмеряемомунапряжениюU_x.Значениетока I_кавто­матическиизменяетсяв зависимостиот измененияизмеряемогонапряженияU_x,новсегда так, чтовыполняетсяусловие U_x~ U_Kобеспечиваемоеза счет небольшихизменений токаIгв цепигаль­ванометра:

Iг-= (U_x– UK)/(Rr+ R_K)= ∆U/(Rr+ R_K). (7.8)

Чемчувствительнеегальванометр,тем при меньшихизмене­нияхI_Гпроизойдетсоответствующееизменение токаI_к,нужное длявыполненияусловия U_K≈U_X.

Повышениечувствительностидостигаетсяблагодаряпримене­ниюспециальнойконструкциигальванометра,что обеспечиваетпри токах порядка10~¹⁰—10~¹⁴А максимальныйугол поворотаподвижнойчасти.

Значениекомпенсирующеготока I_кзависит отзначений E1= E₂,относительногоизмененияфотосопротивленийи может достигатьнесколькихдесятков микроампер.

Гальваническийкомпенсаторимеет высокуючувствительность:при высокомвходном сопротивлении.

Электрометрическиекомпенсаторы—измерителинапряжения,использующиеэлектромеханическийэлектрометри имеющие весьма• высокое входноесопротивление(10¹⁶—10¹⁷Ом). Они просты,и удобны вэксплуатации.Электромеханическийэлектрометрпредставляетсобой чувствительныйэлектростатическийизмерительныймеханизм, легкаяподвижная частькоторогоподвешиваетсяна тонкой упругойнити. В механизмеприменяетсясветовой ука­зательположенияподвижнойчасти. Схемаэлектрометрическогокомпенсаторапредставленана рис. 7.9, гдеэлектрическийэлектро­метр,состоящий издвух неподвижныхобкладок 1,2 иподвижнойобкладки 3,расположеннойсимметричноотносительнонеподвиж­ных.

Рис. 7,9, Схемаэлектрометрическогокомпенсатора

К подвижнойобкладке прикрепленоминиатюрноезеркальце. Нанеподвижныеобкладки подаетсянапряжениевозбужденияU_В,что позволяетповыситьчувствительностьи возможностьустановки нуляпоказанийэлектрическимпутем (при замкнутыхзажимах U_x

посредством переменногорезистора R₀).

Принцип работыэлект­рометрическогокомпенса­торааналогиченработе гальванометрическогоком­пенсатора.

При подключенииизме­ряемогонапряженияU_xподвижнаячасть электро­метраЭповернетсяна не­которыйугол, что приве­детк перераспределениюсветовых потоков,освещаю­щихфоторезисторыФR_l

и ФR₂ к появлению тока компенсации I_к и соответст­венно напряжения U_К, уравновешивающего измеряемоенапря­жение U_x. Подвижная часть электрометра будет отклонятьсядо тех пор, покане наступитравенствонапряжений U_x= U_K.Таккак сопротивлениерезистораобратной связиR_Kможетбыть незначительным,то ток I_кможет бытьсравнительнобольшим и измерятьсямикроамперметром.Входной токкомпенсатораопре­деляетсятоками утечки,поэтому он мал,а следовательно,входное сопротивлениевелико (10¹⁶— 10¹⁷Ом). Кроме измерителейнапря­жениястроятся ивысокочувствительныеэлектрометрическиеизме­рителитока.

ПРИМЕНЕНИЕКОМПЕНСАТОРОВПОСТОЯННОГОТОКА

Компенсаторы,как было указано,способны измерятьна­пряжениеили э. д. с.; косвеннымобразом с ихпомощью мож­ноизмерять и ряддругих электрическихвеличин, таких,как ток, сопротивление,мощность, связанныхс напряжениемоп­ределеннойзависимостью.

Как приборывысокой точности,компенсаторыиспользуют­сяв измерительнойтехнике в основном,для поверкиизмери­тельныхприборовнепосредственнойоценки — амперметров,вольтметров,ваттметров.Целью поверкиявляется нахождениеосновной погрешностиприбора иустановлениестепени егосо­ответствияклассу точности,указанномуна шкале этогопри­бора.

Крометого, во многихслучаях прилабораторныхисследо­ваниях,техническихи промышленныхизмеренияхтакже поль­зуютсякомпенсационнымисхемами (либодля достижениявы­сокой точностиизмерений, либодля выполненияизмерения безотбора токаот объектаизмерения).

Ниже приведенысхемы измеренияосновныхэлектриче­скихвеличин.

Схема дляизмерениянапряженияи э. д. с.

ИзмеряемоенапряжениеU_xподводитсяк зажимам I—3,делителянапряжения(рис. VI-26).Посколькувеличина U_xмо­жетменяться вбольших пределах,достигая сотени даже ты­сячвольт, а компенсаторнепосредственноспособен измерятьнапряжениепорядка (1ч2) в,междукомпенсатороми изме­ряемымнапряжениемвключают делительнапряжения.

На рисункеприведена схемаделителя напряжениятипа ДН-1, выпускаемогоспециальнодля компенсаторов.Измеряе­моенапряжение,на котороевключен поверяемыйвольтметр,целиком подводятк делителюнапряжения,а к компенсато­ру—толькочасть этогонапряжения.Напряжения; подводимоек делителю, U_x, иснимаемое сделителя кком­пенсатору, U_x, связанымежду собойзависимостью:

гдеR—максимальноесопротивлениеделителя;

r—сопротивление,с которогоснимаетсянапряжениеU_x'.

Рис. VI-26

В делителеДН-1 сделаныотводы, позволяющиеснимать ккомпенсаторуточно 1/10, 1/100, 1/500 частьподведенногона­пряжения.

Схема для измерения тока

Измеряемыйток, которыйпроходит поповеряемомуампер­метру(в случае егоповерки), пропускаетсячерез образцовоесопротивлениеКо,значениекоторого известнос достаточнойстепенью точности(рис. VI-27).

Напряжение,возникающеена известномсопротивленииот измеряемоготока, подаетсяна компенсатор,где измеряетсяобычным путем.

Значениетока, измеренноекомпенсатором,рассчитывает­сяпо формуле

IX=UK/R0

где U_к—показаниекомпенсатора

.

Образцовыесопротивления,представляютсобой сопротивлениявысокого классаточ­ности ивсегда имеютноминальныезначения вида1-10", где п—целоечисло.

Как правило,они имеют четырезажима: дватоковых и двапотенциальных.Токовыми зажимамиобразцовоесопротивле­ниевключаетсяв токовую цепь,а с потенциальныхснимаетсянапряжениек компенсатору.

Для увеличенияточности измеренияrqвыбираюттаким, чтобыпадение напряженияна нем от измеряемоготока было неменее 10% значенияверхнего пределаизмеренияданного компенсатора;при этом будутиспользованывсе декадымага­зина Rкомпенсатора.

Схемадля измерениясопротивлений

ИзмеряемоесопротивлениеR_xвключаетсячаще всегопос­ледовательнос образцовымсопротивлениемR0.Паденияна­пряжений,создаваемыена этих сопротивлениях,U_хи U_Q,из­меряютсякомпенсатором(рис. VI-28).

Рис. VI-28

Для последовательнойсхемы, гдесопротивленияобтекают­сяодним и тем жетоком, будетсправедливосоотношение

Схема для измерениямощности иповерки ваттметров

На рис.VI-29изображенасхема, котораяприменяетсяпри измерениимощности и, вчастности, приградуировкеи повер­кеваттметров.

С помощьюпереключателяПкомпенсаторприсоединяетсяпопеременното в цепь напряженияваттметра, тов цепь его тока.

Вначале,при положении1 переключателяП, спомощью компенсатораустанавливаетсяноминальное'напряжениеватт­метра,которое в дальнейшемподдерживаетсяпостоянными периодическипроверяетсяопять-таки накомпенсаторе.Затем переключательЯ ставят в положение2 и,регулируяреостатом /?_регток в последовательнойцепи ваттметра,устанавливаютстрелку приборана оцифрованныхотметках шкалы,измеряя силутока.

Для каждойотметки определяетсязначение мощностикак произведениетока ,на напряжение,и результатрасчета сверя­етсяс показаниемприбора. Разностьмежду показаниемпри­бора ирезультатомизмерениямощности накомпенсаторедаст основнуюпогрешностьваттметра длякаждого поверенногоделения шкалы.

КОМПЕНСАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГОТОКА

Компенсаторыпеременноготока — это приборы,измеряю­щиена переменномтоке напряженияи некоторыедругие электрическиевеличины, связанныес напряжениемфункцио­нальнойзависимостью(ток, сопротивление,мощность идр.). Как известно,напряжениена переменномтоке можнопред­ставитькак комплекснуювеличину иизобразитьв виде век­тора,занимающегоопределенноеположение накомплекснойплоскости (рис. VI-30),

Компенсационныйметод из­меренияна переменномтоке, так жекак и на постоянном,за­ключаетсяв уравновешива­ниинеизвестногонапряженияизвестным. Длятого, чтобыскомпенсироватьна перемен­номтоке напряжение.U_x,необ­ходимои достаточноприло­житьк нему другоенапряже­ниеU_к,равное по амплитуде,форме кривойи частоте, носдвинутое пофазе относитель­ноU_rна180°.

компенсаторыпеременноготока значительноменее точны,чем компенсаторыпостоянноготока. Причинойтому служитотсутствиеобразцовойпеременнойсинусоидальнойэ. д. с., с помощьюкоторой можнобыло бы установитьрабочий токв компенсаторе,как это делаетсяна постоянномтоке. В ком­пенсаторахпеременноготока величинарабочего токаустанав­ливаетсяпо амперметруобычно электродинамическойсисте­мы, классточности которогов наилучшемслучае 0,1—0,2.

Такимобразом, высокаяточность измерения,свойственнаякомпенсаторампостоянноготока, на переменномтоке теряет­ся.Несмотря наэто, компенсаторпеременноготока — один изважнейшихприборов, позволяющийсудить не толькоо вели­чинеизмеряемогонапряжения,но и о его фазе.

Крометого, в моментизмерениякомпенсаторне потребля­етмощности отисточникаизмеряемойвеличины и,следова­тельно,не оказываетвлияния наработу схемы,что тоже яв­ляетсяего ценнымкачеством.

В уравнении(VI-46)представленыдве формы записиком­плексногонапряженияUX,.:алгебраическая—с двумя составляющимиUXAи UXPипоказательная—смодулем U_xи фа­зойφx-измеряемойвеличины. ЕслинапряжениеU_xпредста­витьв алгебраическойформе, то длякомпенсацииего необхо­димоскомпенсироватьпорознь активнуюи реактивнуюсо­ставляющие.

Если женапряжениеU_ххарактеризоватьмодулем и фа­зой,то для компенсацииего нужноскомпенсироватьмодуль и фазувеличины. Всоответствиис этим различаютдве группыкомпенсаторов:

а) полярно-координатныес отсчетомизмеряемогонапря­жения1в полярныхкоординатах;

б) прямоугольно-координатныес отсчетомдействительнойи мнимой составляющихнапряженияпо действительнойи мни­мой осям.

Рассмотримсхему и принципдействияпрямоугольно-коор­динатногокомпенсатора,изображенногона рис. VI-31.

Рис. VI-31

Компенсаторсостоит из двухконтуров: / и//. Напряжениеисточникапитания схемыU,связанноес первым контуромче­рез трансформатор,вызывает в этомконтуре токI1,величину которогоможно регулироватьреостатом R_реги измерятьам­перметром.

Проходяпо реохордуА—В,представляющемусобой чистоактивноесопротивление,ток 1создаетна нем падениенапря­женияU_KAсовпадающеепо фазе с током.

Контур1 связан с контуром2 через воздушныйтрансфор­маторМ (катушкувзаимной индуктивностибез стальногосер­дечника).

При протеканиитока I1через первичнуюобмотку катушкиМ вней возникаетмагнитный потокф, находящийсяв фазе с токомI1который вызоветпоявление во.вторичнойобмотке э д. сЕ2отстающейот потока ф на90°.

Еслипренебречьиндуктивнымсопротивлениемвторичнойобмотки воздушноготрансформатора,то можно считать,что ток второгоконтура I₂совладает пофазе с э.д. с.Е₂,анапря­жениеU_крна реохордеА—В,представляющемсобой чистоактивноесопротивление,совпадает пофазе с токомI2.

Такимобразом, в схемесоздаютсяусловия, прикоторых токиI1и I2,а также напряжения,снимаемые среохордовА—Ви А'—В',сдвинутына угол 90° однопо отношениюк другому.

Векторнаядиаграммакомпенсатораприведена нарис. VI-32.Как видно изрис. VI-31,середины реохордовА—Ви А'—В'электрическисоединены,образуя нулевуюточку схемы.

ИзмеряемоенапряжениеUX=UXA+jU_xpподводитсяк зажимам /—2и далее,че­рез вибрационныйгальвано­метр,к движкам Ди Д₂.

КомпенсирующеенапряжениеUX=UKA+fU_Kp,равноегеометрическойсумме напряженийU_haи U_Kp,возникающихпа реохордах,снимается сдвижков Ди Д₂.НапряжениеU_Ka.котороесоздается нареохорде первогоконтура, называютак­тивнойсоставляющейкомпенсирующегонапряжения,а на­пряжениеU_KPнареохорде второгоконтура -- егореактивнойсоставляющей.

Меняяположениедвижков Ди Д₂,можнополучитьком­пенсирующеенапряжениев любом из четырехквадрантовкомплекснойплоскости.

В моменткомпенсациивибрационныйгальванометр,вклю­ченныйпоследовательнов цепь напряженийLи и_ы,пока­жетотсутствиетока. ВеличиныU_каи U_hp,имеющиеместо в моменткомпенсациисхемы, отсчитываютсянепосредственнопо шкалам реохордовА—Ви А'—В'.

Модуль измеряемогонапряжениябудет равен

14

Литература

1.Э.Г.Атамалян Приборыи методы измеренияэлектрическихвеличин

2.М.А.Быков,Е.М.Лебедева,Т.Б.Липеровская.Электрическиеизмеренияэлектрическихвеличин

3.Д.Ф.Тартаковский,А.С.Ястребов,Метрология,стандартизацияи техническиесредства измерений

15

Оглавление

1.Компенсационныйметод………………………………………………2

2.Применениекомпенсаторовпостоянноготока……………………8

3.Схемадля измерениянапряженияи э. д. с…………………………9

4. Схема для измерения тока…………………………………………9

5.Схемадля измерениясопротивлений…………………………10

6.Схемадля измерениямощности иповерки ваттметров………...10

7. Компенсаторыпеременноготока……………………………….11

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ

БАШКИРСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ

АКАДЕМИЯ КОМПЛЕКСНОЙБЕЗОПАСНОСТИПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

РЕФЕРАТ

на тему: Компенсационныйметод измерения

Выполнил: студентгр. УК-01-01

Ключников А.А.

Проверил:ГарифуллинН.М.

Уфа-2003