Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Компенсирующее напряжение Uk обычно является выходным напряжением неуравновешенного .моста.

Входное напряжение УВ в схеме автбкомпенсатора напряжения

Входное сопротивление УН /?вх обычно значительно больше остальных сопротивлений измерительной схемы, поэтому в автоматическом компенсаторе напряжения

At/ex »£x - t/„.

Высокое входное сопротивление в автоматических компенсаторах достигается при применении бысокоомных модуляторов, например вибропреобразователя с конденсаторной схемой включения или динамиче- ского конденсатора. Ток входной цепи УВ

А/ех = At/,Ji?ex = {Ex - U)/{R, + Rx -Ь Rp).

Коэффициент преобразования выходной части измерительного устройства вычитания напряжений

Авх А/вхвх ?вх

Al =

При полной компенсации Ex = Uk = IpRp и ток в цепи измеряемой э. д. с. Ех равен нулю,, падение напряжения на внутреннем сопротивлении Rx и на подводящих проводах также равно нулю. Следовательно, автокомпенсатором напряжения в этом случае компенсируется и измеряется э. д. с. Ex. Если /р = const, то перемещение движка линейного реохорда будет строго пропорционально измеряемой э. д. с. Ex.

Под действием компенсирующего напряжения ток в цепи измерения вблизи равновесия уменьшается, что эквивалентно увеличению входного сопротивления автоксмпенсатсра. Увеличенное входное сопротивление автокомпенсатора напряжения называют приведенным входным сопротивлением REx

/?;х = /?вх£ x/At/„. „

где Af/n. ч - порог чувствительности автокомпенсатора.

Пределы измерения авто компенсатора напряжеция можно регулировать, изменяя компенсирующее напряжение,, например шунтированием реохорда либо с псмсщью входного делителя напряжения.

В лабораторных автоматических ксмпенсаторах напряжения ввиду наличия простых и высокоточных источников образцового постоянного напряжения на кремниевых стабилитронах целесообразно использовать дифференциальный метод повышения точности измерения напряжений. К дополнительному источнику образцового напряжения (ИОН) (рис. 4.1, б) подключается делитель напряжения. С выхода делителя снимается стабилизированное ступенчато-регулируемое компенсирующее напряжение f/д. Если, например, предел измерения компенсатора равен 10 мВ, то целесообразно в делителе предусмотреть девять



значений компенсирующих напряжений от 10 до 90 мВ. В этом случае компенсатором можно измерить разность Ux = Ех - t/д, благодаря чему при высокой точности стабилизации t/д будет повышена точность измерения Ех = Up-\-Uх и расширен предел измерения компенсатора.

Автокомпенсаторы напряжения применяются также для измерения тока в схеме с предвключенным шунтом. Ток измеряется по падению напряжения на шунте, которое уравновешивается автокомпенсатором напряжения. В таких приборах (рис. 4.1, г) при Rm<.SUmin и при полной компенсации Нш1х = fpRp

Ix = IpRplRm. •

При /р = const изменение Rp и перемещение движка реохорда будут прямо пропорциональны измеряемому току Ix. Пределы измерения меняются изменением Однако при малых токах /?ш необходимо увеличивать, поэтому такой прибор неудобен для измерения малых токов источников с малым внутренним сопротивлением. В этой схеме (с шунтом для измерения тока) можно использовать любой автоматический компенсатор (желательно наиболее чувствительный). Например, из автоматического компенсатора с пределом измерения 10 мВ можно получить автоматический прибор для измерения тока с пределами измерения 10"*, 10"", 10" и 10~* А.

В автокомпенсаторах тока ка входе включается измерительное устройство сравнения токов, в котором источник компенсирующего тока /к, источник измеряемого тока Ix и входная цепь усилителя некомпенсации включены параллельно (рис. 4.1, е). Во входной цепи УВ протекает ток

А/ = /ху -/ку,

••. . /ху = ГхК, = Ix+ = 1 + 1 ,

преобразования /х в 1ху и в Ку совершаются в предвключен-ных звеньях. Для повышения чувствительности и точности устройства сравнения токов необходимо, чтобы как можно большая часть токов Ix ч 1к проходила через входную цепь УВ.

Для этого необходимо выполнить два условия: /?вх ?х< 1 и

?вх/к<1.

Следовательно, входное сопротивление /?вх УВ автокомпенсатора тока должно быть минимальным. Приведенное входное сопротивление автокомпенсатора тока

х = Af/n. ч/fx = /?вх А/п. ч/Гх.

/?вх невелико, поэтому автокомпенсатор тока удобен для измерения малых токов почти без потребления энергии из цепи измерения. В гальванометрических компенсационных приборах для измерения тока это требование минимального входного сопротивления Rax вы-




Рис. 4.2. Схема высокочувствительного автокомпенсатора напряжения с гальваническим

усилителем.

полняется, так как в качестве УВ в них применяют низкоомные гальванометрические усилители.

Автокомпенсатор тока удобен тем, что источники измеряемого и компенсирующего токов и усилитель некомпенсацин имеют общую точку. В схеме вычитания токов, изображенной на рис. 4.1, в, не. показан способ изменения компенсирующего тока. При малом Rbx и высокой чувствительности к току автокомпенсатор тока можно применить для измерения, напряжения Ux в схеме с добавочным сопротивлением R. Если i?Bx max < ?д, то Ux = R„,Ik, при равновесии /х = /к, тогда

Ux = /?д/к = Ra.

Автокомпенсаторы тока со схемой сравнения токов применяются редко. Подробный анализ автокомпенсаторов напряжений и токов дан в работах Л. А. Воронкова.

Нижний предел измерения выпускаемых промышленностью автоматических компенсаторов равен примерно 1 мВ. Дальнейшее повышение чувствительности ограничивается влиянием наводок и помех на усилитель, а также уровнем шумов и дрейфом нуля вибропреобразователя. Применяя гальванометрический преобразователь с фотоэлектрическим усилителем в схеме автоматического компенсатора, снижают предел измерения до 50 мкВ при достаточно высоком входном сопротивлении (рис. 4.2). В этом приборе мостовая схема с дифференциальным фотосопротивлением питается переменным напряжением. Поэтому постоянное напряжение не только усиливается гальваномет-рическим преобразователем с фотоусилителем, но и преобразуется в переменное. Для повышения нечувствительности к сотрясениям в приборе применен переуспокоенный гальванометрический преобразователь с каркасной рамкой, с капельно-жидкостным успокоением поперечных колебаний подвижной рамки. Устойчивость в приборе обеспечивает тахогенератор. Для снижения погрешности от влияния контактных и термо-э. д. с. во входной цепи прибора необходимо исключение контакта ролик - реохорд из цепи компенсирующего напряжения. Это





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166