Принципиальная схема фотогальванического микровольтметра.

Под действием измеряемой ЭДС Е_Х, в рамке гальванометра (Г) возникает ток, который отклоняет рамку на угол . Световое пятно от лампы (Л) попадает на дифференциальное фотосопротивление (ДФ), что приводит к перераспределению освещенности ДФ сопротивление плеч изменяется (разбалансировка моста). В результате в мосту и выходной цепи появляется ток, который создает на R_K напряжение U_K=IR_K, направленное на встречу Е_Х и стремящееся скомпенсировать её.

Рис. 4

Полной компенсации в схеме не произойдет, так как для поддержания рамки в отклоненном состоянии (в противном случае I_ВЫХ = 0) в её цепи должен протекать некоторый ток некомпенсации (I_НК). При достаточно большой чувствительности гальванометра можно считать, что I_НК= 0 (но он есть) и Е_Х≈ U_K= I_ВЫХR_K. По величине I_ВЫХ можно судить о Е_Х. Для измерения I_ВЫХ используют магнитоэлектрические милли – или микроамперметры, шкала которого проградуирована в единицах напряжения. В схеме предусмотрены зажимы (на R_H) для включения регистрирующего прибора, с помощью которого можно осуществлять запись показаний.

Принципиальная схема фотогальванического микроамперметра.

Рис. 5

В момент компенсации ток I'_Х, который является частью измеряемого тока I_Х, ответвляется в Г и уравновешивается током I_К, который составляет определенную часть I_ВЫХ. Если предположить, что R_Г гальванометра: R_Г << (R₁ + R₂) и R_Г <<R_Х, а чувствительность гальванометра высокая, то будут выполняться равенства: или

. То есть ток, измеряемый прибором будет пропорционален току I_Х.

Компенсационные приборы переменного тока.

Термоэлектрические, электростатические, электронные приборы при измерении переменных токов и напряжения искомой формы не дают.

В значительной степени эти вопросы решают компенсационные приборы переменного тока. Структурная схема компенсационного вольтметра с выходом по напряжению:

Рис. 6

Переменное напряжение U_X сравнивают с компенсирующим U_K, которое создается на сопротивлении R_К от тока I_K. Разность этих напряжений, равная усиливается и U_вых измеряется электростатическим вольтметром. Чувствительность этого прибора по напряжению определяется, как: , где – чувствительность вольтметра.

Структурная схема электростатического вольтметра с выходом по току.

Выходной ток измеряется микроамперметром. В схеме используется термоэлектрический микроамперметр.

Рис. 7

Автоматические компараторы со статической характеристикой.

В практике точных измерений на переменном токе применяются приборы, в которых сравниваются механические моменты.

Приборы переменного тока, работающие по этому принципу, получили название компараторов.

Компараторы бывают разновременного и периодического сравнения с одним компаркующим преобразователем и одновременного сравнения с двумя компаркующими преобразователями.

Компараторы одновременного сравнения более удобны, но время измерения на них велико. Поэтому для уменьшения времени измерения применяют компараторы одновременного сравнения с автоматическим уравновешиванием, или так называемые автоматические компараторы.

Лекция 20

Автоматические приборы следящего уравновешивания с астатической характеристикой. Автоматические компенсаторы постоянного тока теория, анализ погрешностей. Автоматические компенсаторы для измерения температуры.

АИП с астатической характеристикой (АХ) по роду измеряемой величины можно разделить на:

• автоматические потенциометры (компенсаторы) для измерения напряжения и тока;

• автоматические мосты для измерения активных и комплексных сопротивлений.

Для из классификации можно использовать и другие признаки, например: число уравновешиваемых параметров, род тока, тип обработанного преобразователя, использованного в схеме, число измерительных каналов.