Общие сведения. Компенсационная схема имеет два источника питания: изменяемое напряжение Ux и опорное (образцовое) напряжение U0 (см

Компенсационная схема имеет два источника питания: изменяемое напряжение U_x и опорное (образцовое) напряжение U₀ (см. рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Схема измерения напряжения компенсационным методом

Измеряемое напряжение, измененное делителем напряжения, будет равно

,

где k – коэффициент делителя напряжения, k = R₂/(R₁ + R₂).

Напряжение, снимаемое с потенциометра R, будет равно

,

где R_x – сопротивление между движком и нижним выводом потенциометра;

R – полное сопротивление потенциометра.

Токи от двух источников питания направлены встречно. Следовательно, изменяя сопротивление R_x потенциометра, можно добиться равенства токов, а это возможно при условии

.

Тогда

. (4.1)

Потенциометр (см. рисунок 4.2) состоит из кар­каса 1, на который намотан провод 2, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, и токосъемного движка 3, укреп­ленного на оси. Движок касается провода 2. В показанной конструкции контакт с подвижным движком осуществ­ляется с помощью неподвижного токосъемного кольца 4.

Рисунок 4.2 – Внешний вид потенциометра без корпуса

Для намотки используется проволока малого диаметра (константан, сплав платины, золота), так как чем меньше диаметр, тем меньше ступенчатость статической характеристики (см. рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Зависимость напряжения выхода потенциометра

от перемещения движка

Погрешность потенциометра обусловлена скачкообразным изменением сопротивления ΔR при переходе движка с одного витка на другой. Если в качестве номинальной функции преобразования принять функцию, проходящую посредине "ступенек", то максимальное значение приведенной погрешности, обусловленное дискретностью

, (4.2)

где R - полное сопротивление преобразователя.