VI. Нулевой метод

V. Метод совпадения

III. Одновременное сравнение

II. Опосредованное сравнение

П

X? X* X₀ - var

Преобразователь

Выход

X? X₀ - var

t₁ t₁

Выход

IV. Разновременное сравнение X? X -var

t₁ t₂

Выход

Пример:

Классическим представлением разновременного сравнения является метод замещения

Ом

+ Метод непосредственного

X = R_X? измерения

-

0 10 кОм 100 кОм ∞

X_П

Померили сопротивление, получили нечто неопределённое между десятью килоомами и ста килоомами, поставили в этом месте на шкале точку.
И вот здесь-то нам и пригодится метод сравнения.

П

Ом  

R_X R₀ обр

R₀ – это магазин сопротивлений

x1000 x100

x10 x1

Каждая черточка на круге (верньере) магазина сопротивлений – число от нуля до десяти. Таким образом, крутя ручки можно добиться любого возможного целого сопротивления (здесь – целого, а вообще на магазинах есть и десятые доли, и сотые доли Ома).

Мы начинаем крутить сопротивления и проверять подходит ли сопротивление магазина нашему померенному сопротивлению (помним, у нас на шкале стоит точка между десятью и ста килоомами). Когда совпало – все, замечательно, мы нашли сопротивление резистора в схеме.

В методе совпадений об измеряемой величине судят по совпадению отметки от измеряемой величины и от образцовой.

Нулевой ΔX=0

Дифференциальный ΔX≠0

Пример пирометра

t_{ВЫПЛАВЛЕНИЯ} =?

Есть расплавленное тело. Чтобы узнать, нагрелось ли это тело до необходимой для, например, выплавки стали, температуры, её, эту температуру, необходимо померить. Термометром не померишь, когда дело доходит до нескольких тысяч градусов – термометр расплавится, термопарой тоже не померишь – она привариться к стенкам чана. Тогда придумали вот что. Берут нить накала и, с помощью оптики, проецируют её на расплавленное тело. Если температура тела и раскалённой нити одинакова (читай: тело согрелось до необходимой температуры), нить будет не видна.

А

Расплавленное тело  

I

t₀

Нить накала

t₀ = t_X

I

X₀-var

Результат ΔX=0

Это метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. Устройство, с помощью которого определяется равенство нулю указанной разности, называется нуль-индикатором.

Пример 1. Потенциометр постоянного тока (компенсатор)

Предназначен для высокоточного измерения постоянных напряжений и является единственным прибором для измерения ЭДС. Обобщённая схема компенсатора представлена на рисунке.

П

С У

+ E₀ - 1 2 + E_X? -

R₀ R_X

U₀

U₀^*

I_РТ

I_РТ

R_РТ

+ E_ВСП -

E_X – источник измеряемой ЭДС (U_X – измеряемое напряжение)

E₀ – нормальный элемент, ЭДС которого известна точно

U₀ – образцовое напряжение

R₀ – образцовое сопротивление

R_X – переменное образцовое сопротивление, чья шкала проградуирована в единицах измеряемой величины

E_ВСП – вспомогательная батарея

R_PT – переменное сопротивление с рабочим током

СУ – сравнивающее устройство (но, вообще это, скорее, нуль-индикатор)

Алгоритм измерения E_X заключается в следующем. Устанавливаем значение рабочего тока, для чего переключатель П переводят в положение 1, а сопротивление R_РТ изменяют до тех пор, пока СУ не покажет отсутствие тока, тогда. Затем, переключатель П переводят в положение 2 и, перемещая контакт на R_X, добиваются отсутствия тока в измерительной диагонали. В этом случае, где I – значение рабочего тока, установленного ранее, т.е. окончательно можно записать:

Достоинством компенсатора является также то, что в момент компенсации не потребляется мощность от источника измеряемой величины. Именно поэтому с помощью компенсатора можно измерять ЭДС.

Дата добавления: 2014-01-04