Компенсаторы постоянного тока

Тема 4.5. Глобальные проблемы мировой экономики в начале 21в.

Глобальные проблемы мировой экономики затрагивают без исключения все страны на всех континентах.

Перечень всех глобальных проблем современности достаточно обширен.

Очевидно, что охватить всесторонним исследованием и анализом все глобальные проблемы невозможно, поэтому следует остановится на трех из них которые наиболее актуальны и заслуживают наибольшего внимания:

1) демографическая проблема ведущих стран мира (снижение рождаемости, старение и уменьшение численности населения), которая может стать характерной в недалекой перспективе и для развивающихся государств;

2) экологические проблемы, являющиеся следствием постоянно растущей хозяйственной активности экономических агентов;

3) проблема, связанная с распространением одного из смертельно опасных вирусов – вируса СПИД, принявшая характер глобальной эпидемии.

При этом глобальные проблемы мировой экономики по степени своей сложности и характеру принимаемых по ним решений могут быть условно разделены на непреодолимые и решаемые. Так, едва ли в ближайшее время удастся справиться с демографической проблемой, которую невозможно решить ни на уровне отдельно взятого государства, ни усилиями всего мирового сообщества (непреодолимая проблема). Вместе с тем, благодаря активной деятельности и национальных правительств, и международных организаций наметились некоторые позитивные изменения в преодолении экологической проблемы современности, а также в деле борьбы с эпидемией ВИЧ/СПИДа (решаемые проблемы).

Измерение тока и напряжения аналоговыми электромеханическими приборами возможно в лучшем случае с погрешностью 0,1% (класс точности прибора 0,1). Более точные измерения выполняют методом сравнения с мерой.

Средства измерений, использующие метод сравнения, называются компенсаторами или потенциометрами.

Принцип действия компенсатора основан на уравновешивании (компенсации) измеряемого напряжения известным падением напря­жения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фик­сируется по показаниям индикаторного прибора (нуль-индикатора).

Упрощенная схема компенсатора постоянного тока приведена на рис. 3.13.

Схема содержит источник образцовой ЭДС Ен, образцовый резистор R₀, вспомогательный источник питания ВБ, переменное со­противление R1, регулировочный реостат R, и нуль-индикатор НИ. Нуль-индикатором служит обычно гальванометр с нулем посредине шкалы. В качестве источника образцовой ЭДС (меры ЭДС) используется нормальный элемент изготавливаемый по специальной тех­нологии гальванический элемент, среднее значение ЭДС которого при температуре 20°С известно с точностью до пятого знака и равно Ен = 1,0186 В. Образцовый резистор представляет собой катушку сопротив­ления специальной конструкции с точно извест­ным и стабильным сопротивлением.

Процесс измерения напряжения состоит из двух операций: установления рабочего тока и уравнове­шивания измеряемого напряжения. Для установле­ния рабочего тока переключатель П ставят в поло­жение 1 и регулируя сопротивление R₁ добиваются отсутствия тока в гальванометре. Это будет иметь место в том случае, когда падение напряжения на резисторе R₀ станет равным ЭДС нормального элемента:

При этом рабочий ток в цепи

После установки рабочего тока переключатель П устанавливается в положение 2 и, не изменяя рабочего тока, устанавливают такое значение сопротивленияпри котором измеряемое напряжение будет уравновешено падением напряжения IRx и ток в цепи гальва­нометра снова будет отсутствовать.

Отсюда

и

(3.16)

Из (3.16) следует, что при постоянстве значений и шкала со­противленияможет быть проградуирована непосредственно в едини­цах напряжения постоянного тока.

Так как в момент равновесия ток в цепи индикатора отсутствует, то можно считать, что входное сопротивление компенсатора (со стороны измеряемого напряжения) равно бесконечности, т.е.

Отсюда следует одно из основных достоинств компенсатора — отсутствие потребления мощности от объекта измерения, т.е. возможность измерения ЭДС.

Погрешность компенсатора постоянного тока определяется погреш­ностями резисторов и ЭДС нормального элемента, а также чувстви­тельностью индикатора. Современные потенциометры постоянного тока выпускают классов точности от 0,0005 до 0,2. Верхний предел измерения до 1...2,5 В. При достаточной чувствительности индикатора нижний предел измерения может составлять единицы нановольт.

В современных конструкциях компенсаторов вместо нормального элемента часто используются стабилизованные источники напряжения с более высоким значением стабилизированного напряжения, что позво­ляет расширить верхний предел измерения компенсатора до нескольких десятков вольт. Для измерения более высоких значений напряжения мо­гут быть использованы схемы с делителем напряжения. При этом, одна­ко, утрачивается основное достоинство компенсационного метода — от­сутствие потребления мощности от объекта измерения.

Дата добавления: 2014-01-11