Реализация метода сравнения

Метод прямого преобразования используется, как правило, для «оперативных» (быстрых) измерений. При реализации метода сравнения с мерой измерения занимают больше времени, но данный метод обеспечивает большую точность измерения.

Первый вариант реализации метода сравнения – разностный, при этом на отсчетное устройство выводится отклонение измеряемой величины от эталонного значения. Например: отклонение измеряемой величины от номинального значения. Разностный метод менее распространен, чем нулевой.

Наибольшей точностью обладает нулевой метод реализации метода сравнения с мерой, хотя он и сложнее, и дороже, но при всем этом именно он получил наибольшее распространение.

Считается, что метод сравнения с мерой имеет три разновидности: разностный, компенсационный и нулевой, как разновидность компенсационного метода. Рассмотрим суть каждого метода.

Разностный метод, как правило, используется в измерении отклонения какой-либо величины от номинального значения. Например, отклонение напряжения или девиация частоты (отклонение частоты от несущей).

Компенсационный метод измерения производится по отклонению (одинаковому отклонению) какой-либо величины при измерении. Одинаковость отклонений должна иметь место при подключении прибора и к измеряемой величине и к эталонной. Например, измерение сопротивления, представленное на рис.2.

Рис. 2. Компенсационная схема измерения сопротивления

На рисунке имеет место измеряемое сопротивление R_x, а эталонным является R₁, SB1 – переключатель, PV – вольтметр, V_пит. – переменное или постоянное напряжение.

Принцип работы такой схемы заключается в то, что сопротивление R₁ подстраивается до тех пор, пока падение напряжения на нем и на R_x не будет одинаковым. Очевидно, что для нахождения совпадений падений напряжений необходимо неоднократное переключение коммутационного элемента SB1. Одинаковость падений напряжений должна быть прецизионной, а позиция движка резистора R₁ должна быть отградуирована с нормированной точностью. Точность вольтметра по компенсационной схеме измерения сопротивления, но его импеданс должен быть как минимум на порядок больше импеданса измеряемого сопротивления.

Реализации нулевого метода приведены на рис.3.

Рис. 3. Примеры реализации нулевого метода измерения:

а) потенциометрическая схема;

б) мостовая схема.

При использовании нулевого метода подстройка регулирующего движка резистора R₁ (в обеих схемах) производится до тех пор, пока нуль-индикатор не будет отображать 0, т.е. для обеих схем это происходит при U_x= U₁. При этом ток через измерительный прибор практически отсутствует. Как следствие этого, в данных измерительных схемах практически не нарушается режим контролируемой электрической цепи (электрического потока).

Исходя из вышеизложенного, можно отметить достоинства нулевого компенсационного метода измерения: высокая чувствительность и точность измерительных схем. А к главному недостатку таких схем нужно отнести низкое быстродействие.

Любую мостовую измерительную схему можно привести к базовому виду, показанному на рис.4.

Рис. 4. «Базовый» вид мостовой схемы.

ab – измерительная диагональ

cd – диагональ питания

Дата добавления: 2014-01-04