2. Диференційна вимірювальна схема

Диференційна схема являє собою електричне коло з двох суміжних контурів, у кожному з яких діє окрема напруга. Вимірювальний прилад вмикається у гілку, яка є спільною для обох контурів і реагує на різницю контурних струмів. Датчик вмикається в один з контурів. Схема може працювати в двох режимах:

Характер режиму визначається типом використаного датчика (генераторний датчик або датчик опору). Якщо немає зовнішнього впливу, то ЕРС контурів рівні, тому струми І₁ = І₂, а струм у спільній гілці І₀ = 0. При наявності впливу (зміна сигналу датчика) може змінюватися ЕРС на Е (рис. а) або опір на R (рис.б), це викликає появу струму І₀:

І₀ = І₁ – І_{2 .}

Величина струму залежить від зміни ЕРС або опору. Струм вимірюють приладом, який попередньо відградуйований у значеннях контрольованої датчиком величини.

Ця схема має більшу чутливість порівняно з мостовою.

2.5.3 Компенсаційна вимірювальна схема

Схему використовують для підключення генераторних вимірювальних перетворювачів.

Принцип компенсації полягає в тому, що вихідна напруга датчика, наприклад, термопари U_Т, врівноважується рівним та протилежним за знаком падінням напруги компенсації U_k, яка створена робочим струмом І_р. Струм І_р встановлюється і визначається з високою точністю за допомогою змінного опору R_П та міліамперметра mA. Врівноважена напруга знімається з реохорду R і при постійному струмі залежить від відстані між точками а і б. Положення повзунка фіксується на шкалі реохорда R, котрий виконують з каліброваного дроту для збереження прямої пропорційності між зміною його довжини та вихідною напругою U. Момент компенсації встановлюють за відсутності струму у вимірювальному приладі ВП (високочутливий гальванометр з нулем посередині).

Вимірювання відбувається без споживання потужності від досліджуваного кола. Це дуже важлива перевага цієї схеми.

За іншим методом вимірювання пересування повзунка не здійснюють, а результат знімають зі шкали вимірювального приладу, шкала якого відградуйована у значеннях контрольованої датчиком величини. Застосовують компенсатори як постійного, так і змінного струму.

2.5.4 Диференційно-трансформаторна вимірювальна схема

Схему використовують для вимірювань і передачі на значні відстані перепаду тиску, витрати, рівня та інших величин, які пов’язані з лінійним пересуванням певного тіла. Розглянемо роботу схеми на прикладі системи для контролю тиску газу Р.

Чутливий елемент датчика пов’язаний зі сталевим плунжером, який при зміні тиску переміщається в котушці трансформатора, котра складається з однієї первинної і двох вторинних обмоток, що ввімкнені назустріч.

При підключенні первинної обмотки до кола змінного струму у вторинних обмотках індукуються ЕРС е₁ та е₂, які направлені назустріч одна одній. Результуюча напруга U₁ дорівнює різниці цих ЕРС. При симетричному розташуванні плунжера відносно вторинних обмоток ЕРС е₁ та е₂ рівні і вихідна напруга трансформатора U₁ = 0. При інших положеннях плунжера U₁ має визначене значення, що пропорційне положенню плунжера.

Якщо плунжери первинного та вторинного приладів мають однакове просторове розташування, то і їх вихідні напруги U₁ та U₂ однакові, різниця напруг U дорівнює нулю. При неузгоджених положеннях плунжерів первинного та вторинного приладів напруги U₁U₂, на вхід підсилювача ЕП буде подаватися напруга U=U₁-U₂. Значення U та фаза залежить від величини і направлення розузгодження. Ця змінна напруга підсилюється і діє на реверсивний двигун РД, який через передавальний механізм переміщує плунжер вторинного приладу до зникнення напруги розузгодження (U=0). Одночасно з плунжером двигун пересуває і стрілку вимірювального приладу (ВП).

В подібних системах в якості ВП дуже часто використовують реєструвальні прилади із самописцями, які фіксують зміну тиску, рівня, температури та інших контрольованих величин у часі.