книги / Специальные методы электрических измерений

чае компенсатора обратного последовательного включе­ ния чувствительность изменяется не менее плавно, чем в случае обычного последовательного включения, повы­ шаясь, однако, только в «конце шкалы, в начале же шка­ лы монотонно убывая. Таким образам, в этом случае

вцелях повышения чувствительности следует стремиться

ктому, чтобы Ех было по возможности близко к V.

ционные цепи последовательного включения (как обыч­ ного, так и обратного) выгодно отличаются от цепи параллельного включения (т. е. с шунтирующими декадами), к рассмотрению которой мы и перейдем. В качестве примера возьмем одну из первых практиче­ ских цепей компенсатора с шунтирующими декадами, ра­ нее (см. § 7-2) нами не рассматривавшуюся: упрощен­ ная схема цепи приведена на рис. 7-20 (для простоты здесь опущены группы сопротивлении «по 10 и 0,1 ом, в силу своей малости не имеющие в данном рассмотре­

на рис. 7-21,а. Для удобства расчета преобразуем тре­ угольник в звезду и получим схему рис. 7-21,6, где экви­ валентные сопротивления лучей звезды обозначены че­

рез /?', #2 и /?'. Из этой схемы следует:

Если обозначить положение двойного и одиночного переключателей соответственно через ш и п, то отдель-

294

ные величины, входящие в выражение (7-5), могут быть определены следующим образом:

#4= /я • 1 000;

Д5 = (Ю — /л)1000;

В, = 29-1000;

Я5+ /? о=-.(39-//г) 1000.

Подставляя эти выражения в (7-5), окончательно по­ лучим:

В! = (т + 0,02505т2—0,10025пй+ 0,99499/шг) 1000.

На рис. 7-2>2-представлено графически это выраже­ ние в виде зависимости В'= ((ЕХ), а на рис. 7-23— чув­ ствительность А1е в зависимости от величины измеряемо­ го напряжения для АЕХ=10 мкв.

Таким образом, из этих кривых следует, что как со­ противление компенсирующей цепи, так и чувствитель­ ность для схем, использующих параллельные декады, из­ меняются скачками, притом в достаточно широких пре­ делах. При особо ответственных измерениях, в особен-

ности, когда последний знак определяется путем интер­ поляции, это обстоятельство следует учитывать.

Из приведенного сравнения характера изменения чув­ ствительности компенсаторов двух рассмотренных типов (с двойными и шунтирующими декадами) можно судить, что работа первого компенсатора происходит в значи­ тельно более устойчивых условиях с точки зрения как чувствительности, так и режима работы гальванометра. Поэтому в случае возможности выбора следует отдать

ра мостового типа постоянство сопротивления У?', как уже вскользь упоминалось в § 7-1, имеет место главным обра­ зом благодаря вспомогательным сопротивлениям, вклю­ чаемым в две ветви рабочего тока с целью обеспечения необходимого соотношения токов в этих «ветвях. По­ скольку практически приходится обеспечить соотноше­ ние токов, равное 1 : 9, 1 10 или во всяком случае близ­ кое к этим значениям, но.ни в каком случае не близкое к единице (такой компенсатор вряд ли имел бы прак­ тический смысл), то получающиеся значения вспомога­ тельных сопротивлений не менее чем на порядок больше суммарных сопротивлений каждой из использующихся в компенсаторе двойных декад. Очевидно, что для обес­ печения нулевого начального значения компенсирующе­ го напряжения основная часть этих вспомогательных со­ противлений может быть включена в цепь рабочего тока на участке, не входящем в указательную диагональ (т. е. в цепи замещающих декад или в качестве постоян­ ных шунтов — в случае цепи с их использованием). Бла­ годаря этому ни при каком из положений переюиочаю-

296

тора, выраженной в вольтах. Однако в тех случаях, когда точность компенсатора не используется полностью, выходное напряжение можно принимать больше указан­ ного и равным й ъ=:Ьх 1/х, где 1/х — значение измеряемой

величины, 6*— заданная относительная погрешность ее измерения.

•Расчет необходимой чувствительности гальванометра ведется так же, как и раньше, с тем лишь отличием, что под величиной выходного сопротивления нужно пони­ мать в случае компенсатора общее суммарное сопротив­ ление, на которое замкнут гальванометр (выходное со­ противление компенсатора плюс внутреннее сопротив­ ление объекта измерения).

7-4. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Как уже указывалось, компенсаторы постоянного то­ ка могут быть успешно применены не только для изме­ рения э. д. с. и разности потенциалов, но косвенно также и для измерения токов и сопротивлений. Эти косвенные методы дают очень совершенные результаты и широко применяются при поверке измерительной аппаратуры высокого качества. Основаны они на непосредственном измерении при помощи компенсационного метода паде­ ния напряжения на некотором известном сопротивлении.

Что касается измерения тока подобным методом, то экспериментально этот прием очень прост и не требует особых пояснений. Идея его сводится к тому, что в ис­ следуемую цепь, величина тока в которой подлежит оп­ ределению, включается образцовое сопротивление, вели­ чина которого точно известна.

(При помощи компенсатора измеряется падение на­ пряжения на нем; величина тока затем определяется по закону Ома. Так как образцовые катушки изготавли­ ваются со значениями сопротивления, равными 10п, где п может иметь любое целое значение от —5 до +5, то все вычисления сводятся к соответствующей переста­ новке запятой в полученном значении падения напряже­ ния. Величина сопротивления принципиальной роли не играет. Практически оно выбирается в зависимости от порядка величины измеряемого тока, по возможности малым, но таким, чтобы получившееся падение напря­ жения было удобно для непосредственного измерения

298

Схема одного из подобных методов, разработанного н подробно изученного проф. М. Ф. Маликовым, изображе­ на на рис. 7-24. Этот метод,«предназначенный для сравне­ ния близких по величине сопротивлений, применяется как наиболее совершенный при проведении работ наи-

ное 'сопротивление, также образцовое, по номинальному значению соответствующее Лх и Переключатель К дает возможность включать в индикаторную цепь или /?*, или На рис. 7-24 не указаны вспомогательные детали: переключатели направления тока в цепях, со­ противления для регулировки тока и т. д.

Если бы все три сопротивления (ЦХУ ^ и /?х) были

в точности равны, то при любом положении ключа К гальванометр должен оставаться на нуле. На самом деле этого нет. Положим, что отклонения 'гальванометра при шунтирующем сопротивлении Яг будет соответственно

Изменим теперь несколько значение шунтирующего сопро­ тивления до величины Н” и соответственно получим

— ах = а!г. При достаточно малых отклонениях галь­ ванометра можно написать:

(7-6)