Войти
A потенциометр - это прибор для измерения напряжения или «разности потенциалов» путем сравнения неизвестное напряжение с известным опорным напряжением. Если используется чувствительный индикаторный прибор, от источника неизвестного напряжения потребляется очень небольшой ток. Поскольку опорное напряжение может быть получен из точно откалиброван делитель напряжения, потенциометр может обеспечить высокую точность измерения. Метод был описан Иоганном Кристианом Поггендорфом примерно в 1841 году и стал стандартной лабораторной измерительной техникой.
В этом устройстве часть известного напряжения от резистивной скользящей проволоки сравнивается с неизвестным напряжение с помощью гальванометра . Скользящий контакт или стеклоочиститель потенциометра регулируется, и гальванометр ненадолго подключается между скользящим контактом и неизвестным напряжением. Наблюдают за отклонением гальванометра и регулируют скользящий кран до тех пор, пока гальванометр не перестанет отклоняться от нуля. В этот момент гальванометр не потребляет ток от неизвестного источника, и величина напряжения может быть рассчитана по положению скользящего контакта.
Этот метод измерения нулевого баланса по-прежнему важен в электрической метрологии и работе со стандартами, а также используется в других областях электроники.
Измерительные потенциометры делятся на четыре основных класса, перечисленных ниже.
Набор потенциометра, со встроенным гальванометра и опорного источника напряжения принцип потенциометра является то, что потенциал упал через сегмент провода равномерного поперечного сечения, по которому проходит постоянный ток, прямо пропорционально его длине. Потенциометр - это простое устройство, используемое для измерения электрических потенциалов (или сравнения ЭДС ячейки). Одна из форм потенциометра представляет собой однородный высокоомный провод, прикрепленный к изолирующей опоре, с нанесенной линейной шкалой измерения. При использовании регулируемый источник регулируемого напряжения E, величина которого превышает измеряемый потенциал, подключается к проводу так, чтобы пропускать через него постоянный ток.
. Между концом провода и любой точкой на нем будет потенциал, пропорциональный длине провода до этой точки. Сравнивая потенциал в точках вдоль провода с неизвестным потенциалом, можно определить величину неизвестного потенциала. Инструмент, используемый для сравнения, должен быть чувствительным, но не обязательно должен быть особенно хорошо откалиброванным или точным, если его отклонение от нулевого положения можно легко обнаружить.
Потенциометр, который калибруется и затем измеряет неизвестное напряжение.. R1- это сопротивление всего провода сопротивления. Стрелка представляет собой движущийся дворник. В этой схеме концы однородного резистивного провода R 1 подключены к регулируемому источнику постоянного тока V. S для использования в качестве делителя напряжения. Потенциометр сначала калибруется, помещая стеклоочиститель (стрелка) в точку на проводе R 1, которая соответствует напряжению стандартной ячейки, так что
Стандартный электрохимический используется ячейка, эдс которой известна (например, 1,0183 В для стандартной ячейки Weston ).
Напряжение питания V S затем регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль., что указывает на то, что напряжение на R 2 равно стандартному напряжению элемента.
Неизвестное постоянное напряжение, последовательно с гальванометром, затем подключается к скользящему стеклоочистителю через переменный- длина отрезка R 3 провода сопротивления. Стеклоочиститель перемещается до тех пор, пока не перестанет течь ток в источник неизвестного напряжения или из него, на что указывает гальванометр, соединенный последовательно с неизвестным напряжением. Напряжение на выбранном Тогда R 3 сечение провода равно неизвестному напряжению. Последний шаг - вычислить неизвестное напряжение из части длины резистивного провода, который был подключен к неизвестному напряжению.
Гальванометр не требует калибровки, так как его единственная функция - считывать ноль или ненулевое значение. При измерении неизвестного напряжения, когда гальванометр показывает ноль, ток не берется из неизвестного напряжения, и поэтому показания не зависят от внутреннего сопротивления источника, как если бы вольтметр из бесконечности сопротивление.
Поскольку резистивный провод можно сделать очень однородным по поперечному сечению и удельному сопротивлению, а положение грязесъемника можно легко измерить, этот метод можно использовать для измерения неизвестных напряжений постоянного тока, превышающих или меньших калибровочного напряжение, создаваемое стандартной ячейкой, без потребления какого-либо тока из стандартной ячейки.
Если потенциометр подключен к источнику постоянного напряжения постоянного напряжения, например, к свинцово-кислотной батарее, то второй переменный резистор (не показан) можно использовать для калибровки потенциометра путем изменения ток через провод сопротивления R 1.
Если длина резистивного провода R 1 равна AB, где A - конец (-), а B - конец (+), а подвижный дворник находится в точке X на расстояние AX на участке R 3 провода сопротивления, когда гальванометр дает нулевое показание для неизвестного напряжения, расстояние AX измеряется или считывается по предварительно напечатанной шкале рядом с проводом сопротивления. Затем можно вычислить неизвестное напряжение:
Потенциометр постоянного сопротивления - это разновидность основной идеи, в которой переменный ток подается через постоянный резистор. Они используются в основном для измерений в диапазоне милливольт и микровольт.
Это разновидность потенциометра постоянного сопротивления, описанного выше, но разработанная для минимизации эффектов контактного сопротивления и термоэдс. Это оборудование удовлетворительно используется вплоть до показаний 1000 нВ или около того.
Другим развитием стандартных типов был «потенциометр термопары», специально адаптированный для измерения температуры с помощью термопар. Потенциометры для использования с термопарами также измеряют температуру, при которой провода термопары подключаются, так что может применяться компенсация холодного спая для корректировки кажущейся измеренной ЭДС до стандартной температуры холодного спая, равной 0 ° C.
Для потенциометрического определения аналита в растворе измеряется потенциал клетки. Это измерение необходимо скорректировать на опорный потенциал и потенциал перехода. Его также можно использовать в методах стандартизации. Затем концентрацию аналита можно рассчитать по уравнению Нернста. Для количественных измерений существует множество разновидностей этого основного принципа.
Измерительный мост - это простой тип потенциометра, который может использоваться в школьных научных лабораториях для демонстрации принципа измерения сопротивления потенциометрическими средствами. Провод сопротивления прокладывается по длине метра по линейке, и контакт с проводом осуществляется через гальванометр с помощью ползунка. Когда гальванометр показывает ноль, соотношение между длинами провода слева и справа от ползунка равно отношению между значениями известного и неизвестного резистора в параллельной цепи.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Потенциометры (измерительные приборы). |
