Учебная работа. Реферат: Компенсационный метод измерения

Учебная работа. Реферат: Компенсационный метод измерения

Компенсационный
метод (метод
противопос­тавления)
измерения
заключается
в уравновешивании,
осуществляе­мом
включением
на индикатор
равновесия
либо двух
электрически

Рис. 7.2, Схема
компенсации
на­пряжений

не связанных
между собой,
но противоположно
направленных
напряжений
или ЭДС, либо
двух раздельно
регулируемых
токов. Компенсационный
метод исполь­зуют
для непосредственного
срав­нения
напряжений
или ЭДС, тока
и косвенно для
измерения
других электрических,
а также неэлектри­ческих
величин, преобразуемых
в электрические.

Применяют
следующие схемы
компенсации:
а) напряжений
или ЭДС (рис.
7.2); б) электрических
токов (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схема
компенсации
токов

Схема,
показанная
на рис. 7.2, наиболее
распространенная.
В ней измеряемое
напряжение
Ux
компенсируется
равным, но
про­тивоположным
по знаку известным
напряжением
UK.
Падение
на­пряжения
UK
создается
током / на изменяемом
по значению
ком­пенсирующем
образцовом
сопротивлении
RK.
Изменение
Rк
про­исходит
до тех пор, пока
UK
не
будет равно
Ux.
момент
компен­сации
определяют
по отсутствию
тока в цепи
магнитоэлектриче­ского
гальванометра
G;
при этом мощность
от объекта
измерения не
потребляется.

Компенсационный
метод обеспечивает
высокую точность
изме­рения.

Компенсаторами
или потенциометрами
называют устройства,
предназначенные
для измерения
методом компенсации
напряжения
или э.д.с., а также
ряда других
электрических
величин, связанных
с напряжением
или э.д.с. с функциональной
зависимостью
(например, I,
P, R, и
др.).

В практических
схемах компенсаторов
для обеспечения
необходи­мой
точности измерения
ток I
в рабочей цепи
определяют
не ампер­метром
непосредственной
оценки, а компенсационным
методом с помощью
эталона ЭДС
нормального
элемента. Нормальные
эле­менты
обеспечивают
постоянную
во времени ЭДС,
равную 1,01865 В при
температуре
20 °С, внутреннее
сопротивление
500—1000 Ом, ток перегрузки
1 мкА. С изменением
температуры
окружающей
среды повышения
температуры:

Et
= E20
— 0,00004 (t
— 20) — 0,000001
(t
~ 20)2,
(7.3)

где E
t
—
ЭДС при температуре
t,
°С; E20
— ЭДС при 20 °С.

Схема
компенсатора
представлена
на рис. 7.4. Она
содержит источник
вспомогательной
ЭДС Eвсп
для питания
рабочей цепи,
в которую включают
регулировочное
Rp,
компенсирующее
RK
и
образцовое
RH
сопротивления.
К зажимам НЭ
подключают
нор­мальный
элемент, ЭДС
которого Eнэ,
к зажимам X
— искомую
ЭДС Ех.
В качестве
индикатора
равновесия
используют
высоко­чувствительный
магнитоэлектрический
гальванометр
G.

При работе
с Компенсатором
выполняют две
операции:

1) устанавливают
ток / в рабочей
цепи компенсатора
с помощью источника
вспомогательной
ЭДС Eвсп
(положение 1
переключа­теля
В);

2) измеряют
искомую ЭДС
Ех
(положение
2 переключателя
В).

Для установки
рабочего тока
предварительно
определяют
темпе­ратуру
окружающей
среды, затем
по (7.3) вычисляют
точ­ное значение
ЭДС нормаль­ного
элемента для
данной температуры.
Далее устанав­ливают
образцовое
сопротив­ление
RH,
значение
которого выбирают
в зависимости
от значений
тока в рабочей
це­пи и ЭДС при
температуре
t
(сопротивление
RK
состоит
из катушки с
постоянным
значе­нием
сопротивления
и после­довательно
соединенной
с ней температурной
декадой). За­тем
переключатель
В ставят
в положение
1 и
ЭДС

Рис. 7.4. Схема
компенсатора

нормального
элемента
противопоставляют
падению напряжения
на Ru,
которое
регулируется
с помощью изменяющего
Rp.
Момент
компенсации
соответствует
нулевому отклонению
гальванометра
G,
т. е. Eнэ
= IRn.

после
установления
рабочего тока
I
для измерения
Ех
переключатель
В ставят
в положение
2 и
регулировкой
образцового
компенсирующего
сопротивления
Rк
вновь доводят
до нуля ток в
цепи гальванометра
G.
Тогда

(7.4)

где I
— значение
тока, установленное
при положении
1 переклю­чателя
В;RK—
значение образцового
компенсирующего
сопро­тивления,
при котором
имеет место
состояние
равновесия.

Сопротивление
RK
выполняют
по специальным
схемам, кото­рые
обеспечивают
постоянное
сопротивление
между точками
3, 4 и
переменное
сопротивление
между точками
3, Д, а
также
необхо­димое
число знаков
и точность
отсчета.

Указанным
условиям
удовлетворяют
схемы с замещающими
(рис. 7.5) и шунтирующими
декадами (рис.
7.6). В схеме с
замещаю­щими
декадами все
секции верхних
декад полностью
дублированы
соответствующими
секциями нижних
декад. Переключатели
двух одинаковых
декад связаны
механически.
При перемещении
пере­ключателей
общее сопротивление
остается неизменным:
если умень­шаются
значения
сопротивлений
верхних декад,
то увеличиваются
значения
сопротивлений
нижних декад,
и наоборот.
Компенсирую­щее
напряжение
можно снимать
с верхних или
нижних декад.
Каждая последующая
декада имеет
сопротивление
секции в десять
раз меньше
предыдущей.
Р схеме с шунтирующими
декадами при
каждом положении
двойных переключателей
одна секция
верхней декады
шунтируется
девятою секциями
нижней декады,
при этом

Рис. 7.5, Схема
с замещающими
декадами

общее
сопротивление
между точками
3 и
4 (см.
рис. 7.4) остается
неизменным.
Ток через ceкции
сопротивлений
нижней декады
Г в
десять раз
меньше тока
‘ через
секции сопротивлений
верхней декады,
т. е.

компенсирующее
напряжение
можно определить
так:

UK=mUA
+ Nuб,

где m,
n
—
соответственно
число включенных
секций верхней
и нижней декад;
ua,
U
б —
падения
напряжения
на отдельных
секциях соответствую­щих
декад.

Рассмотренные
вари­анты
выполнения
сопро­тивления
RK
обеспечи­вают
неизменность
его полного
значения, а
сле­довательно,
и неизмен­ность
тока I
в момент компенсации,
если ЭДС вспомогательного
источ­ника
Eвсп
— const.

В зависимости
от зна­чения
сопротивления
рабочей цепи
различают
компенсаторы
постоянного
тока большого
сопротивления
(высокоомные
10—40 кОм, ток рабочей
цепи 10~3
— 10~4
А, порядок
измеряемого
напряжения
1—2,5 В, погрешность
измерения 0,02
% от измеряемой
величины) и
малого сопротивления
(низкоомные
10-1000 Ом; ток рабочей
цепи 0,1- 0.001 А, порядок
измеряемого
напряжения
до 100Мв, погрешность

измерения
0,5% от измеряемого
значения.

Высокоомные
компенсаторы
при­меняются
для измерений
в высокоомных
цепях, где из-за
ус­ловий успокоения
гальванометра
и согласования
его сопротив­ления
с сопротивлением
схемы применяют
высокоомные
галь­ванометры,
а потому целесообразно
иметь высокоомный
и цепь самого
компенсатора.
Низкоомные
компенсаторы
применяют­ся
в противоположных
условиях. Высокоомные
компенсаторы
рассчитываются
на измерение
напряжений
порядка I—2,5
в, имеют
рабочий ток
в главной рабочей
цепи 10~s
—10 ~* а
и
со­противление
этой цепи 10000—40000
ом.

Низкоомные
компенсаторы
рассчитаны
на измерение
на­пряжений
менее 100 мв ,
сопротивление
главной рабочей
цепи их имеет
величину от
десятков до
2000 ом
и ток
в главной ра­бочей
цепи 10 ~1—10~3
а.

Как высокоомные,
так и низкоомные
компенсаторы
пред­назначены
для поверки
измерительных
приборов и мер
(шун­тов, делителей,
измерительных
катушек, нормальных
элемен­тов
и пр.), а также
для выполнения
всякого рода
рабочих из­мерений.

Компенсационный
метод относится
к наиболее
точным сре­ди
методов и приборов,
предназначенных
для измерения
на­пряжений:
погрешность
его может иметь
порядок 0,01% и да­же
0,0011%.

В компенсаторе
постоянного
тока, как и в
любом другом
приборе, построенном
на косвенном
методе измерения,
резуль­тирующая
погрешность
измерения
(абсолютная
или относи­тельная)
является функцией
частных погрешностей,
вносимых каждым
элементом
схемы. В компенсаторе
к таким элементам
относятся
нормальный
элемент, гальванометр,
сопротивления
RH
и R—чем
точнее выполнены
эти элементы,
тем точнее
ре­зультат
измерения.

своей
высокой точности
компенсаторы
постоянного
тока обязаны
присутствию
в схеме нормального
элемента, э. д.
с. которого
известна с
точностью до
тысячных долей
процента, с
которым (косвенным
образом) производится
сравнение
неиз­вестного
напряжения
или э. д. с.

Для облегчения
расчета допустимой
погрешности
измере­ния
большая часть
современных
компенсаторов
снабжается
формулой, указанной
в инструкции
к пользованию
прибором. В
этой формуле
допустимые
для данного
компенсатора
по­грешности,
возникающие
за счет несовершенства
изготовле­ния
элементов
схемы, остающиеся
постоянными
в процессе
из­мерений,
объединяются
в постоянный
член уравнения
и не требуют
постоянного
пересчета.

Переменной
величиной в
формуле является
сопротивление
Rbc,
которое
в процессе
работы может
принимать
разные значения
в зависимости
от порядка
измеряемого
напряжения
и от опыта
экспериментатора.

При измерении
ЭДС источников
с большим внутренним
сопро­тивлением
или напряжений,
действующих
в высокоомных
цепях,
входное
сопротивление
магнитоэлектрических
и электронных
вольтмет­ров
может быть
недоста­точно
большим, поэтому
целесообразно
использо­вать
дифференциальный
или компенсационный
метод.

Дифференциальный
метод основан
на изме­рении
разности между

Рис. 7.7. Схема
измерения
постоянного
напря­жения
дифференциальным
методом

измеряемым
и образцовым
напряжением
при их неполной
компен­сации.
Схема измерения
представлена
на рис. 7.7. Высокоомный
электронный
вольтметр у!
с
чувствительным
пределом служит
для измерения
разностного
напряжения
между измеряемым
Ux
и
образ­цовым
UK
напряжениями.
Магнитоэлектрический
аналоговый
или цифровой
вольтметр У2
используется
для измерения
образцового
напряжения
1/к.
Рекомендуется
при UK
— 0
измерить вольтмет­ром
V1
ориентировочное
значение Ux,
а уже
затем установить
по вольтметру
V2
удобное для
отсчета напряжение
UK.
Измеряемое
напряжение
Ux
при
указанной
полярности
включения
вольт­метра
V1
определяется
как Ux=UK
+∆U

Дифференциальный
метод обеспечивает
высокую точность
изме­рения
напряжения.
Погрешность
измерения
определяется
в основ­ном
погрешностью
вольтметра,
измеряющего
L/K.

Входное
сопротивление
цепи

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

намного
превышает
входное сопротивление
rvi
вольтметра
Vt.
Гальванометрические
компенсаторы
служат
для измерения
ма­лых постоянных
напряжений
(порядка 10~8
В). Основными
элементами
гальванометрического
компенсатора
(рис. 7.8) являются:
измерительный
механизм
магнитоэлектрического
зеркального
галь­ванометра
G,
образцовый
резистор обратной
связи Rк,
фоторези­сторы
ФR1
и ФR2,
источники
постоянного
напряжения
с Е1
= Е2,
магнитоэлектрический
микроамперметр.

На зеркальце
гальвано­метра
G
направлен
луч света от
прожектора
Пр.
При
отсутствии
напряжения
Vх
луч
света,
отраженный
от зеркала,
одинаково
освещает
фотосопро­тивления,
в результате
ток Iк
= 0. При подаче
на вход измерителя
напряжения
Ux
в цепи
гальванометра
G
появ­ляется
ток Iг,
подвижная
часть гальванометра
повора­чивается
на некоторый
угол и происходит
перераспределе­ние
освещенности
фоторези­сторов
и изменение
их соп­ротивлений.

Рис. 7.8

Согласно
схеме включения
фоторезисторов
и полярности
Uх
сопротивление
фоторезистора
ФR1
уменьшится,
а ФR2
увеличится.
Через резистор
RK
потечет
ток Iк,
создавая на
RK
компенсирующее
напряжение
UK,
почти равное
измеряемому
напряжению
Ux.
изменения
измеряемого
напряжения
Ux,
но
всегда так, что
выполняется
условие Ux
~ UK
обеспечиваемое
за счет небольших
изменений тока
Iг
в цепи
галь­ванометра:

Iг
-= (Ux
– UK)/(Rr
+ RK)
= ∆U/(Rr
+ RK).
(7.8)

Чем
чувствительнее
гальванометр,
тем при меньших
измене­ниях
IГ
произойдет
соответствующее
изменение тока
Iк,
нужное для
выполнения
условия UK
≈UX.

Повышение
чувствительности
достигается
благодаря
примене­нию
специальной
конструкции
гальванометра,
что обеспечивает
при токах порядка
10~10—
10~14
А максимальный
угол поворота
подвижной
части.

Значение
компенсирующего
тока Iк
зависит от
значений E1
= E2,
относительного
изменения
фотосопротивлений
и может достигать
нескольких
десятков микроампер.

Гальванический
компенсатор
имеет высокую
чувствительность
:при высоком
входном сопротивлении.

Электрометрические
компенсаторы
—
измерители
напряжения,
использующие
электромеханический
электрометр
и имеющие весьма
• высокое входное
сопротивление
(1016—1017
Ом). Они просты
,и удобны в
эксплуатации.
Электромеханический
электрометр
представляет
собой чувствительный
электростатический
измерительный
механизм, легкая
подвижная часть
которого
подвешивается
на тонкой упругой
нити. В механизме
применяется
световой ука­затель
положения
подвижной
части. Схема
электрометрического
компенсатора
представлена
на рис. 7.9, где
электрический
электро­метр,
состоящий из
двух неподвижных
обкладок 1,
2 и
подвижной
обкладки 3,
расположенной
симметрично
относительно
неподвиж­ных.

Рис. 7,9, Схема
электрометрического
компенсатора

К подвижной
обкладке прикреплено
миниатюрное
зеркальце. На
неподвижные
обкладки подается
напряжение
возбуждения
UВ,
что позволяет
повысить
чувствительность
и возможность
установки нуля
показаний
электрическим
путем (при замкнутых
зажимах Ux

посредством
переменного
резистора R0).

Принцип работы
элект­рометрического
компенса­тора
аналогичен
работе гальванометрического
ком­пенсатора.

При подключении
изме­ряемого
напряжения
Ux
подвижная
часть электро­метра
Э
повернется
на не­который
угол, что приве­дет
к перераспределению
световых потоков,
освещаю­щих
фоторезисторы
ФRl

и ФR2
к
появлению
тока компенсации
Iк
и соответст­венно
напряжения
UК,
уравновешивающего
измеряемое
напря­жение
Ux.
Подвижная
часть электрометра
будет отклоняться
до тех пор, пока
не наступит
равенство
напряжений
Ux
= UK.
Так
как сопротивление
резистора
обратной связи
RK
может
быть незначительным,
то ток Iк
может быть
сравнительно
большим и измеряться
микроамперметром.
Входной ток
компенсатора
опре­деляется
токами утечки,
поэтому он мал,
а следовательно,
входное сопротивление
велико (1016
— 1017
Ом). кроме измерителей
напря­жения
строятся и
высокочувствительные
электрометрические
изме­рители
тока.

ПРИМЕНЕНИЕ
КОМПЕНСАТОРОВ
ПОСТОЯННОГО
ТОКА

Компенсаторы,
как было указано,
способны измерять
на­пряжение
или э. д. с.; косвенным
образом с их
помощью мож­но
измерять и ряд
других электрических
величин, таких,
как ток, сопротивление,
мощность, связанных
с напряжением
оп­ределенной
зависимостью.

Как приборы
высокой точности,
компенсаторы
используют­ся
в измерительной
технике в основном,
для поверки
измери­тельных
приборов
непосредственной
оценки — амперметров,
вольтметров,
ваттметров.
Целью поверки
является нахождение
основной погрешности
прибора и
установление
степени его
со­ответствия
классу точности,
указанному
на шкале этого
при­бора.

Кроме
того, во многих
случаях при
лабораторных
исследо­ваниях,
технических
и промышленных
измерениях
также поль­зуются
компенсационными
схемами (либо
для достижения
вы­сокой точности
измерений, либо
для выполнения
измерения без
отбора тока
от объекта
измерения).

Ниже приведены
схемы измерения
основных
электриче­ских
величин.

Схема для
измерения
напряжения
и э. д. с.

Измеряемое
напряжение
Ux
подводится
к зажимам I—3,
делителя
напряжения
(рис. VI-26).
поскольку
величина Ux
мо­жет
меняться в
больших пределах,
достигая сотен
и даже ты­сяч
вольт, а компенсатор
непосредственно
способен измерять
напряжение
порядка (1ч2) в,
между
компенсатором
и изме­ряемым
напряжением
включают делитель
напряжения.

На рисунке
приведена схема
делителя напряжения
типа ДН-1, выпускаемого
специально
для компенсаторов.
Измеряе­мое
напряжение,
на которое
включен поверяемый
вольтметр,
целиком подводят
к делителю
напряжения,
а к компенсато­ру—только
часть этого
напряжения.
Напряжения;
подводимое
к делителю, Ux,
и
снимаемое с
делителя к
ком­пенсатору,
Ux
, связаны
между собой
зависимостью:

где
R—максимальное
сопротивление
делителя;

r—сопротивление,
с которого
снимается
напряжение
Ux‘.

Рис. VI-26

В делителе
ДН-1 сделаны
отводы, позволяющие
снимать к
компенсатору
точно 1/10, 1/100, 1/500 часть
подведенного
на­пряжения.

Схема для
измерения
тока

Измеряемый
ток, который
проходит по
поверяемому
ампер­метру
(в случае его
поверки), пропускается
через образцовое
сопротивление
Ко,

Напряжение,
возникающее
на известном
сопротивлении
от измеряемого
тока, подается
на компенсатор,
где измеряется
обычным путем.

Значение
тока, измеренное
компенсатором,
рассчитывает­ся
по формуле

IX=UK/R0

где U
к—
показание
компенсатора

.

образцовые
сопротивления,
представляют
собой сопротивления
высокого класса
точ­ности и
всегда имеют
номинальные
значения вида
1-10", где п—
целое
число.

Как правило,
они имеют четыре
зажима: два
токовых и два
потенциальных.
Токовыми зажимами
образцовое
сопротивле­ние
включается
в токовую цепь,
а с потенциальных
снимается
напряжение
к компенсатору.

Для увеличения
точности измерения
rq
выбирают
таким, чтобы
падение напряжения
на нем от измеряемого
тока было не
менее 10% значения
верхнего предела
измерения
данного компенсатора;
при этом будут
использованы
все декады
мага­зина R
компенсатора.

Схема
для измерения
сопротивлений

Измеряемое
сопротивление
Rx
включается
чаще всего
пос­ледовательно
с образцовым
сопротивлением
R0.
Падения
на­пряжений,
создаваемые
на этих сопротивлениях,
Uх
и UQ,
из­меряются
компенсатором
(рис. VI-28).

Рис. VI-28

Для последовательной
схемы, где
сопротивления
обтекают­ся
одним и тем же
током, будет
справедливо
соотношение

Схема для
измерения
мощности и
поверки ваттметров

На рис.
VI-29
изображена
схема, которая
применяется
при измерении
мощности и, в
частности, при
градуировке
и повер­ке
ваттметров.

С помощью
переключателя
П
компенсатор
присоединяется
попеременно
то в цепь напряжения
ваттметра, то
в цепь его тока.

Вначале,
при положении
1 переключателя
П, с
помощью компенсатора
устанавливается
номинальное
‘напряжение
ватт­метра,
которое в дальнейшем
поддерживается
постоянным
и периодически
проверяется
опять-таки на
компенсаторе.
затем переключатель
Я ставят в положение
2 и,
регулируя
реостатом /?рег
ток в последовательной
цепи ваттметра,
устанавливают
стрелку прибора
на оцифрованных
отметках шкалы,
измеряя силу
тока.

Для каждой
отметки определяется
значение мощности
как произведение
тока ,на напряжение,
и результат
расчета сверя­ется
с показанием
прибора. Разность
между показанием
при­бора и
результатом
измерения
мощности на
компенсаторе
даст основную
погрешность
ваттметра для
каждого поверенного
деления шкалы.

КОМПЕНСАТОРЫ
ПЕРЕМЕННОГО
тока

Компенсаторы
переменного
тока — это приборы,
измеряю­щие
на переменном
токе напряжения
и некоторые
другие электрические
величины, связанные
с напряжением
функцио­нальной
зависимостью
(ток, сопротивление,
мощность и
др.). Как известно,
напряжение
на переменном
токе можно
пред­ставить
как комплексную
величину и
изобразить
в виде век­тора,
занимающего
определенное
положение на
комплексной
плоскости
(рис. VI-30),

Компенсационный
метод из­мерения
на переменном
токе, так же
как и на постоянном,
за­ключается
в уравновешива­нии
неизвестного
напряжения
известным. Для
того, чтобы
скомпенсировать
на перемен­ном
токе напряжение.
Ux,
необ­ходимо
и достаточно
прило­жить
к нему другое
напряже­ние
Uк,
равное по амплитуде,
форме кривой
и частоте, но
сдвинутое по
фазе относитель­но
Ur
на
180°.

компенсаторы
переменного
тока значительно
менее точны,
чем компенсаторы
постоянного
тока. Причиной
тому служит
отсутствие
образцовой
переменной
синусоидальной
э. д. с., с помощью
которой можно
было бы установить
рабочий ток
в компенсаторе,
как это делается
на постоянном
токе. В ком­пенсаторах
переменного
тока величина
рабочего тока
устанав­ливается
по амперметру
обычно электродинамической
систе­мы, класс
точности которого
в наилучшем
случае 0,1—0,2.

Таким
образом, высокая
точность измерения,
свойственная
компенсаторам
постоянного
тока, на переменном
токе теряет­ся.
несмотря на
это, компенсатор
переменного
тока — один из
важнейших
приборов, позволяющий
судить не только
о вели­чине
измеряемого
напряжения,
но и о его фазе.

кроме
того, в момент
измерения
компенсатор
не потребля­ет
мощности от
источника
измеряемой
величины и,
следова­тельно,
не оказывает
влияния на
работу схемы,
что тоже яв­ляется
его ценным
качеством.

В уравнении
(VI-46)
представлены
две формы записи
ком­плексного
напряжения
UX,.:
алгебраическая—
с двумя составляющими
UXA
и UXP
и
показательная—с
модулем Ux
и фа­зой
φx-
измеряемой
величины. Если
напряжение
Ux
предста­вить
в алгебраической
форме, то для
компенсации
его необхо­димо
скомпенсировать
порознь активную
и реактивную
со­ставляющие.

Если же
напряжение
Uх
характеризовать
модулем и фа­зой,
то для компенсации
его нужно
скомпенсировать
модуль и фазу
величины. В
соответствии
с этим различают
две группы
компенсаторов:

а) полярно-координатные
с отсчетом
измеряемого
напря­жения
1в полярных
координатах;

б) прямоугольно-координатные
с отсчетом
действительной
и мнимой составляющих
напряжения
по действительной
и мни­мой осям.

рассмотрим
схему и принцип
действия
прямоугольно-коор­динатного
компенсатора,
изображенного
на рис. VI-31.

Рис. VI-31

Компенсатор
состоит из двух
контуров: / и
//. Напряжение
источника
питания схемы
U,
связанное
с первым контуром
че­рез трансформатор,
вызывает в этом
контуре ток
I1,
величину которого
можно регулировать
реостатом Rрег
и измерять
ам­перметром.

Проходя
по реохорду
А—В,
представляющему
собой чисто
активное
сопротивление,
ток 1
создает
на нем падение
напря­жения
UKA
совпадающее
по фазе с током.

Контур
1 связан с контуром
2 через воздушный
трансфор­матор
М (катушку
взаимной
индуктивности
без стального
сер­дечника).

При протекании
тока I1
через первичную
обмотку катушки
М в
ней возникает
магнитный поток
ф, находящийся
в фазе с током
I1
который вызовет
появление во
.вторичной
обмотке э д. с
Е2
отстающей
от потока ф на
90°.

Если
пренебречь
индуктивным
сопротивлением
вторичной
обмотки воздушного
трансформатора,
то можно считать,
что ток второго
контура I2
совладает по
фазе с э.
д. с.
Е2,
а
напря­жение
Uкр
на реохорде
А—В,
представляющем
собой чисто
активное
сопротивление,
совпадает по
фазе с током
I2.

таким
образом, в схеме
создаются
условия, при
которых токи
I1
и I2,
а также напряжения,
снимаемые с
реохордов
А—В
и А’—В’,
сдвинуты
на угол 90° одно
по отношению
к другому.

Векторная
диаграмма
компенсатора
приведена на
рис. VI-32.
Как видно из
рис. VI-31,
середины реохордов
А—В
и А’—В’
электрически
соединены,
образуя нулевую
точку схемы.

Измеряемое
напряжение
UX=UXA+jUxp
подводится
к зажимам /—2
и далее,
че­рез вибрационный
гальвано­метр,
к движкам Д
и Д2.

Компенсирующее
напряжение
UX=UKA+
fUKp,
равное
геометрической
сумме напряжений
Uha
и UKp,
возникающих
па реохордах,
снимается с
движков Д
и Д2.
Напряжение
UKa.
которое
создается на
реохорде первого
контура, называют
ак­тивной
составляющей
компенсирующего
напряжения,
а на­пряжение
UKP
на
реохорде второго
контура — его
реактивной
составляющей.

Меняя
положение
движков Д
и Д2,
можно
получить
ком­пенсирующее
напряжение
в любом из четырех
квадрантов
комплексной
плоскости.

В момент
компенсации
вибрационный
гальванометр,
вклю­ченный
последовательно
в цепь напряжений
L
и иы,
пока­жет
отсутствие
тока. Величины
Uка
и Uhp,
имеющие
место в момент
компенсации
схемы, отсчитываются
непосредственно
по шкалам реохордов
А—В
и А’—В’.

Модуль измеряемого
напряжения
будет равен

14

Литература

1.Э.Г.
Атамалян Приборы
и методы измерения
электрических
величин

2.М.А.Быков,
Е.М.Лебедева,
Т.Б.Липеровская.
электрические
измерения
электрических
величин

3.Д.Ф.Тартаковский,
А.С.Ястребов,
Метрология,
стандартизация
и технические
средства измерений

15

Оглавление

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

2.
Применение
компенсаторов
постоянного
тока……………………8

3.
Схема
для измерения
напряжения
и э. д. с…………………………9

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

5.
Схема
для измерения
сопротивлений…………………………10

6.
Схема
для измерения
мощности и
поверки ваттметров…………10

7. Компенсаторы
переменного
тока……………………………….11

МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

БАШКИРСКИЙ
государственный
УНИВЕРСИТЕТ

АКАДЕМИЯ КОМПЛЕКСНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

РЕФЕРАТ

на тему: Компенсационный
метод измерения

Выполнил: студент
гр. УК-01-01

Ключников А.А.

Проверил:
Гарифуллин
Н.М.

Уфа-2003