Принцип действия потенциометров постоянного тока

Учебное пособие

 

Для студентов вузов

 

Зав. редакцией И.Н. Журина

Редактор Е.В. Макаренко

Технический редактор Т.В. Васильева

Художественный редактор Л.П.Токарева

 

Принцип действия потенциометров постоянного тока.

Схема потенциометра, дающая представление об устройстве этого прибора, приведена на рис. 1, где - нормальный элемент, э. д. с. которого точно известна; - измеряемая э. д. с., - нуль-индикатор (обычно магнитоэлектрический гальванометр); - образцовый резистор, сопротивления которого выбирается в зависимости от значения рабочего тока потенциометра и значения э. д. с. нормального ; - резистор с точно известным регулируемым сопротивлением; - реостат и - вспомогательный источник тока.

Методика измерения заключается в следующем. Сначала устанавливается определенное для потенциометров значение рабочего тока. Для этого переключатель должен быть поставлен в положение , и сопротивление надлежит изменять до тех пор, пока гальванометр не покажет отсутствие тока. Это будет при , откуда можно найти нужное значение рабочего тока потенциометра.

После установления рабочего тока переключатель должен быть поставлен в положение , и при этом перемещением движка опять необходимо добиться отсутствия тока в гальванометре. Это будет при некотором значении сопротивления . Тогда

,

где - ранее установленное значение тока.

Этот способ требует, очевидно, постоянства значения рабочего тока во время измерений.

Точность установления момента компенсации, а следовательно, и точность измерения потенциометром зависят от чувствительности потенциометра. Чувствительность потенциометра

где - чувствительность схемы потенциометра; - чувствительность гальванометра; - приращение тока в цепи гальванометра, вызванное изменением на .

 

 

Следует учесть, что является переменной величиной, зависящей от сопротивления входной цепи и в том числе от сопротивления источника измеряемой э. д. с.

Высокая точность измерения потенциометром обусловлена высокой чувствительностью нормального элемента и резисторов, а также высокой стабильностью вспомогательного источника питания.

Одним из достоинств потенциометров является отсутствие потребления мощности от источника измеряемой величины в момент компенсации. Именно по этой причине возможно измерение э. д. с. с помощью потенциометров.

Для измерения тока в цепь включается образцовый резистор с сопротивлением , на котором возникает падения напряжения . С помощью потенциометра измеряется значение этого напряжения. Значение измеряемого тока определяется выражением

.

Для измерения сопротивления резистора его включают в цепь последовательно с источником питания и образцовым резистором (рис. 2). При помощи переключателя потенциометром поочередно измеряют падения напряжения на и на . Во время измерений (компенсации) ток должен оставаться неизменным.

Если измеренные потенциометром падения напряжения и , то измеряемое сопротивление

Потенциометры можно использовать для измерения напряжений, превышающий их предел измерения. В этом случае измеряемое напряжение подается на вход потенциометров через образцовый делитель напряжения.