Компенсационный метод измерения
Если же напряжение Uх характеризовать модулем и фазой, то для компенсации его нужно скомпенсировать модуль и фазу величины. В соответствии с этим различают две группы компенсаторов:
а) полярно-координатные с отсчетом измеряемого напряжения 1в полярных координатах;
б) прямоугольно-координатные с отсчетом действительной и мнимой составляющих напряжения по действительной и мнимой осям.
Рассмотрим схему и принцип действия прямоугольно-координатного компенсатора, изображенного на рис. VI-31.
Рис. VI-31
Компенсатор состоит из двух контуров: / и //. Напряжение источника питания схемы U, связанное с первым контуром через трансформатор, вызывает в этом контуре ток I1, величину которого можно регулировать реостатом Rрег и измерять амперметром.
Проходя по реохорду А—В, представляющему собой чисто активное сопротивление, ток 1\ создает на нем падение напряжения UKA совпадающее по фазе с током.
Контур 1 связан с контуром 2 через воздушный трансформатор М (катушку взаимной индуктивности без стального сердечника).
При протекании тока I1 через первичную обмотку катушки М в ней возникает магнитный поток ф, находящийся в фазе с током I1 который вызовет появление во .вторичной обмотке э д. с Е2 отстающей от потока ф на 90°.
Если пренебречь индуктивным сопротивлением вторичной обмотки воздушного трансформатора, то можно считать, что ток второго контура I2 совладает по фазе с э. д. с. Е2, а напряжение Uкр на реохорде А—В, представляющем собой чисто активное сопротивление, совпадает по фазе с током I2.
Таким образом, в схеме создаются условия, при которых токи I1 и I2, а также напряжения, снимаемые с реохордов А—В и А'—В', сдвинуты на угол 90° одно по отношению к другому.
Векторная диаграмма компенсатора приведена на рис. VI-32. Как видно из рис. VI-31, середины реохордов А—В и А'—В' электрически соединены, образуя нулевую точку схемы.
Измеряемое напряжение UX=UXA+jUxp подводится к зажимам /—2 и далее, через вибрационный гальванометр, к движкам Д и Д2.
Компенсирующее напряжение UX=UKA+ fUKp, равное геометрической сумме напряжений Uha и UKp, возникающих па реохордах, снимается с движков Д\ и Д2. Напряжение UKa. которое создается на реохорде первого контура, называют активной составляющей компенсирующего напряжения, а напряжение UKP на реохорде второго контура -- его реактивной составляющей.
Меняя положение движков Д и Д2, можно получить компенсирующее напряжение в любом из четырех квадрантов комплексной плоскости.
В момент компенсации вибрационный гальванометр, включенный последовательно в цепь напряжений L\ и иы, покажет отсутствие тока. Величины Uка и Uhp, имеющие место в момент компенсации схемы, отсчитываются непосредственно по шкалам реохордов А—В и А'—В'.
Модуль измеряемого напряжения будет равен