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

Рассчитаем мост, задаваясь токами /р и 1. Токи мостовой компенсационной схемы обычно принимают равными /р == 2 мА; = = 1 мА (рис. 4.3, б).

Сопротивление моста Ri определяем из условия равновесия при подрегулировке тока I-

RJ 2 = Ец,

где Яд/ -напряжение нормального элемента.

Сопротивление моста R определяем из условия компенсации погрешности от изменения температуры холодных концов термопары.

Если резистор R выполняется медным, то = а, тогда R ==

Сопротивление R определяем из уравнения равновесия компенсационной схемы при Е = Emin, т. е. при положении движка реохорда в точке а:

Emm = Rif р - -22» 1 ~ (-mln + -2iilV

Сопротивление R находим из уравнения равновесия компенсационной схемы при положении движка реохорда в точке с (рис. 4.4, б), т. е. при Е = Етгп = Se(Эшах - 0х),

Бтах = /2-4 I pRst Ra ~ (-Ётах - mln)/p-

Сопротивление мостовой схемы между точками о и с 7?экв находим из уравнения

RbkbIp = -Ётах - -Emiib .?экв = (-Ётах - £min) p

С другой стороны,

экв = RpRwl{Rp ~Ь ш)-

При известном сопротивлении реохорда, равном обычно 90... ...120 Ом, определяем сопротивление

Rm = RsKaRp/iRp-экв)-

Классические и совремешшё прецизиошше компенсаторы постоянного тока

Рассмотрим основные схемы классических и современных компенсаторов постоянного тока с ручным уравновешиванием. Основными классическими схемами компенсаторов являются схема Поггендорфа, или схема с переменным сопротивлением и постоянным рабочим током, а также схема Линдека и Ротэ с постоянным сопротивлением и переменным рабочим током. В этпх схемах применяются устройства сравнения напряжения и преобразователи некомпенсации в виде высокочувствительных магнитоэлектрических гальванометров.

В схеме Поггендорфа (рис. 4.4,а) в первой операции с большой точностью с помощью вспомогательной компенсационной схемы с нормальным элементом устанавливается рабочий ток /р изменением R:

/р - Efj/R.



-о Вх о

U0PR Ip


Рис. 4.4. Схемы компенсаторов постоянного тока: о - с регулируемым сопротиБлекием (схема Поггендорфа): б - с регулируемым сопротавлением (схема Линдека и Роте); в -с регулируемыми проводимостями; г-с регулируемым трансформатором.

Во второй операции компенсирующее напряжение . •

f/K = /pgi?K/

подекадно изменяется регулировкой до тех пор, пока не будет достигнуто равенство f/к == Ex. Индикация равенства обеспечивается высокочувствительным ПН2 в виде магнитоэлектрического гальванометра. При наличии высокоточных Ri возможно точное измерение Ех, причем декады обычно оцифрованы в единицах Ёх. Основной недостаток - погрешности от действия переходных контактных и термо-э. д. с. в контактах декад. Контакты вьшолняются с большим усилием прижима из специальных сплавов. Большинство серийно выпускаемых компенсаторов высоких классов точности ранее выполнялись по схеме с изменением сопротивления. Однако при напряжениях Ех менее 0,1 мВ погрешности от влияний контактных э. д. с, недопустимы.

В схеме Линдека и Ротэ (рис. 4.4,6) измерение Ех выполняется в течение одной операции изменением тока /р и напряжения i/к = IpR вплоть до достижения равенства Uk = Ех, которое индицируется гальванометром ПН1. Ех определяется по отклонению измерителя тока миллиамперметра, который для данной схемы при R = const можно проградуировать в единицах Ex. В цепи Ех этой схемы нет разрывных контактов, а значит, нет переходных контактных и термо-э. д. с. Поэтому эта схема более удобна для компенсаторов с пределами измерения 1 мВ и ниже. Основной недостаток - низкая точность измерения Ех, которая определяется не погрешностью декад сопротивлений Rki, как в первой схеме, а погрешностью показывающего миллиамперметра, у которого к тому же нормирована приведенная погрешность. Поэтому относительная погрешность измерения будет соответствовать классу прибора только при измерении значений, близких к номинальному.

5 5-1498 • "



Разработана современная разновидность схемы Линдека и Ротэ (рис. 4.4, в), которая применена в потенциометре Стабауматик типа 5545. Эта схема отличается тем, что изменяемый рабочий ток /р регулируется изменением проводимости G = S Gt, падение напряжения на которой автоматически поддерживается постоянным и равным э. д. с. нормального элемента Efj. Это выполняется с помощью автокомпенсационной схемы, в которой автоматически поддерживается равенство

En = Ip/G.

Следовательно, при изменении G пропорционально изменяется рабочий ток /р. Изменением G рабочий ток изменяется до тех пор, пока Ех не уравновесится компенсирующим напряжением

ExVk== Rip = REr,G = REn S Сш.

Декады проводимостей Gi ... Окп оцифрованы непосредственно в единицах Ех- Эта схема совмещает преимущества обеих предыдущих: высокую точность благодаря регулированию G и цифровому отсчету по декадам, возможность работы при малых значениях Ех, ввиду отсутствия паразитных э. д. с. в цепи Ex. Пределы компенсатора Стабауматик: О ... 2 В с минимальными ступенями 1 мкВ и О ... 200 мВ с минимальными ступенями 0,1 мкВ.

Фирмой «Квадлайн Инструменте» выпускается потенциометрический компаратор постоянного тока типа 9935 с погрешностью 2. 10". В этом измерительном устройстве (рис. 4.4,г)также осуществлен принцип Линдека и Ротэ, т. е. регулирование рабочего тока, но уже не с помощью изменения сопротивлений или проводимостей, а изменения числа витков магнитного компаратора- устройства сравнения постоянных магнитных потоков, В этом компараторе с помощью регулируемого источника тока РИТ, который управляется сигналом с обмотки управления Wy, постоянно поддерживается равенство магнитных потоков Фр и Фо и равенство соответствующих ампер-витков IgWo = = IpWp. Значение тока устанавливается по нормальному элементу /д = En/R„.

Компенсирующее напряжение

Следовательно, зависит только от отношения сопротивлений R и Rq, э. д. с. нормального элемента Ец и от отношения чисел витков магнитного компаратора. Рабочий ток и ксмпенсирующее напряжение Uk при уравновешивании изменяются в зависимости от числа витков при постоянстве тока /ц. При равновесии

= Ex ~ En

В цепи компенсирующей э. д. с, разрывные контакты отсутствуют, паразитная термо-э. д. с. снижена до 5 нВ. Погрешность от квантова.





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