Компенсационный метод измерения,потенциометры с постоянной силой рабочего тока.

Схему измерения можно упростить, если через ТС пропускать ток I строго определенного значения от стабилизатора. Рассмотрим лабораторный потенциометр с постоянной силой ра­бочего тока. Ее рассмотрение позволяет разобрать основные черты компенсационного метода измерения термоЭДС, которые характер­ны и для автоматических потенциометров. Схема рассматриваемого прибора содержит три контура: А — рабочего тока I; В — нормаль­ного элемента НЭ; С — измеряемого сигнала E(t, t₀).

В контур рабочего тока входят источник питания ИП, реостат регу­лировки тока R_I, контрольное сопротивление R_K и реохорд R_p. Высоко­чувствительный гальванометр НП, выполняющий функции нуль-при­бора, подключается в положении К переключателя П к цепи нормаль­ного элемента, а в положении И — к цепи измеряемого сигнала.

Одним из основных факторов, определяющих высокую точность измерения напряжения, является обеспечение постоянства рабочего тока строго определенного значения. Для контроля за значением рабочего тока используется электрохимический нормальный эле­мент, который является источником высокостабильной ЭДС, состав­ляющей 1,086 В. Нормальные элементы даже кратковременно нельзя нагружать током более 1 мкА. Для уста­новки рабочего тока выполняется опе­рация контроля, при которой замыкает­ся цепь нормального элемента. Ток через нуль-прибор будет отсутствовать (I_НП = 0), если Е_НЭ = IR_K. При выполне­нии этого условия рабочий ток соста­вит I = E_НЭ/R_K. Если при операции контроля рабочего тока нуль-прибор показывает наличие тока (I_НП ≠ 0), то установка требуемого значения рабо­чего тока, при котором I_нп = 0, произво­дится изменением сопротивления R_K.

После установления рабочего тока нуль-прибор подключают к цепи изме­ряемого сигнала, переместив пере­ключатель «П» в положение «И». Рео­хорд служит делителем напряжения и снимаемый с реохорда сигнал mR_p I = 0, в крайнем правом положе­нии m= 1 и снимаемый с реохорда сигнал составит R_p I. При произ­вольном положении движка реохорда этот сигнал составляет mR I. С движком реохорда связана показывающая стрелка, что позволяет при известном токе I шкалу потенциометра проградуировать в мВ. При измерении напряжения ток через нуль-прибор будет отсутство­вать (I_НП = 0),если E(t, t₀)=mR_p I. В противном случае, если I_нп ≠ 0, то перемещают движок реохорда в такое положение, при котором выполняется равенство 1_нп = 0 и E(t, t₀) = mR_p I. Последнее уравне­ние называют уравнением компенсации.

В момент компенсации нет тока в цепи источника измеряемого сигнала, из чего следует:

• отсутствие влияния внешнего сопротивления R_ВН (внутреннее сопротивление источника измеряемого сигнала и сопротивление линий связи) на показание потенциометра;

• бесконечно большое входное сопротивление потенциометра в момент компенсации сигналов.

Чувствительность потенциометра зависит от чувствительности нуль-прибора и величины тока, протекающего через него при нали­чии небаланса напряжений в цепи С. Ток небаланса определяется выражением

Это выражение говорит о том, что с ростом сопротивления линий связи и внутреннего сопротивления источника сигнала (сопротивление внешней цепи R_ВН) чувствительность потенциомет­ра снижается, растет погрешность. В связи с этим в технической до­кументации обычно указывается область допустимых значений со­противления внешней цепи потенциометра.