Компенсационный метод измерения э.д.с

Электрические схемы, в которых применяется компенсационный метод измерения небольших напряжений или ЭДС, часто называются потенциометрическими схемами, а приборы, в которых используется этот метод, называют потенциометрами. Компенсационный метод измерения основан на уравновешивании измеряемой ЭДС (напряжения) напряжением, значение которого может быть определено (рис. 6.6). При разомкнутом выключателе SA рабочий ток I _р протекает от источника питания через реохорд R_p и добавочный резистор R_б, (цепь батареи I). Если рабочий ток постоянен, то падение напряжения на единицу длины реохорда также остается постоянным. С реохорда снимается напряжение U_aк, равное падению напряжения на нем,

U_aк = I _р R_ак (6.3)

где U_aк — напряжение, снятое с реохорда; I _р — рабочий ток; R_ак — сопротивление участка реохорда между точками a — к.

Напряжение U_aк зависит от положения на реохорде скользящего контакта. Напряжение между точками a — к определяется по шкале. Для измерения неизвестной ЭДС Е замыкается выключатель SA. Тем самым параллельно реохорду подключается цепь II, состоящая из миллиамперметра mА и термоэлектрического преобразователя, подключенного таким образом, что ЭДС Е_х, снятая с его термоэлектродов, направлена навстречу падению напряжений U_aк. Поэтому в цепи II будет действовать напряжение ΔU = U_aк - E_x. Если ЭДС Е_х не равна падению напряжения на реохорде, то в цепи II будет протекать ток, и стрелка миллиамперметра отклонится. При измерении неизвестности ЭДС подвижный контакт к перемещают по реохорду до тех пор, пока стрелка миллиамперметра установится на нулевой отметке (ток в цепи II станет равным нулю). Это произойдет тогда, когда падение напряжения на реохорде уравновесит (компенсирует) ЭДС Е_х термопреобразователя, т.е. если напряжение станет равным E_x (U_aк=E_x).

Так как падение напряжения U_aк известно (его можно определить по шкале над реохордом), а Е_х = U_aк, то при установке стрелки миллиамперметра на нулевую отметку шкалы по положению подвижного контакта а на реохорде определяют ЭДС Е_х. По схеме, приведенной на рис. 6.6, неизвестную ЭДС можно правильно определить только в том случае, если рабочий ток I _р будет соответствовать тому току, при котором производилась градуировка шкалы над реохордом. В действительности рабочий ток не может оставаться постоянным, так как в процессе эксплуатации батарея Б разряжается, и измерение неизвестной ТЭДС будет производиться с определенной погрешностью. Поэтому перед началом измерения неизвестной ЭДС необходимо производить установку рабочего тока I_р. Для этого в схеме имеется переменный резистор R_б.

Как производится установка рабочего тока I_р, рассмотрим на схеме переносного потенциометра (рис. 6.7). В схеме потенциометра кроме цепи батареи I, цепи термоэлектрического преобразователя II имеется цепь нормального элемента III, предназначенная для проверки и установки рабочего тока I_р.