АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИОМЕТР Советский патент 1938 года по МПК G01R17/20 

В основном авторском свидетельстве №46632 описано устройство для измерения малых электрических величин при помощи гальванометра (автоматический потенциометр), в котором для компенсации измеряемой величины применен фотоэлемент, освещаемый отраженным от зеркальца гальванометра светом. Фотоэлемент включен в цепь сетки электронной лампы и ток в анодной цепи последней автоматически изменяется вслед за измеряемой величиной. Этот ток, проходя по включенному в анодную цепь лампы сопротивлению, создает компенсирующее измеряемую электродвижущую силу падение напряжения. Для регистрации измеряемых значений предусмотрен миллиамперметр, включенный также в анодную цепь лампы.

Описанное устройство точнее было бы назвать полупотенциометром, потому что, как видно из фиг. 1, в измеряемой цепи MN все же потребляется некоторый ток i_m. Для уменьшения этого нескомпенсированного тока обычно стремятся к тому, чтобы угол поворота зеркальца гальванометра сделать по возможности малым, например, 0,5…1°. Последнее опять таки неудобно, так как при работе потенциометра даже слабые колебания подвижной части гальванометра G, вследствие сотрясения устройства, вызывают большие отклонения прибора mA. Эти недостатки были бы устранены, если бы удалось уничтожить нескомпенсированный момент гальванометра, получить совершенно безмоментный гальванометр и в то же время допустить значительный угол отклонения его подвижной части. Механическим путем эта задача неразрешима, так как применение гальванометра на кернах с безмоментными подводками тока из-за трения в кернах недопустимо, гальванометры на растяжках по своей конструкции всегда имеют значительный противодействующий момент (порядка 2 мг см/90°), а подвесные гальванометры, обладающие малым противодействующим моментом, не применяются из-за эксплоатационных неудобств.

Целью настоящего предложения является осуществление потенциометра без потребления тока от измеряемого напряжения. Предлагаемое устройство позволяет компенсировать противодействующий момент гальванометра, возникающий при его отклонении от нуля. Для этого в устройстве предусмотрено питание гальванометра дополнительным током, являющимся либо частью тока, проходящего через фотоэлемент, либо частью анодного тока лампы. Так как эти токи, а также противодействующий момент гальванометра, примерно пропорциональны углу отклонения последнего, компенсация противодействующего момента имеет место на всех участках шкалы.

Различные варианты устройства изображены на фиг. 2, 3 и 4.

В первом из них (фиг. 2) подвижная часть гальванометра снабжена двумя обмотками K₁ и K₂, причем обмотка K₁ включена в цепь измеряемого напряжения, а обмотка K₂ - в цепь фотоэлемента параллельно сопротивлению R₁. При отклонении гальванометра на фотоэлемент попадет луч света, отраженный от зеркальца гальванометра. При этом сопротивление фотоэлемента упадет и по нему пойдет ток, часть которого ответвится в обмотку K₂ и вызовет появление вращающего момента, направленного противоположно моменту растяжек. Подбором сопротивлений R₁ и R₂ можно достигнуть того, чтобы по величине эти моменты были равны и, следовательно, компенсировали друг друга.

Во втором варианте (фиг. 3) обмотка K₂ вместе с шунтирующим ее сопротивлением R₁ включена в анодную цепь электронной лампы. Преимуществом такого включения является возможность получить значительно больший компенсирующий ток.

Наконец, устройство по фиг. 4 позволяет применить обычные гальванометры с одной обмоткой. В нем компенсирующий противодействующий момент ток, вызываемый падением напряжения на сопротивлении R₁, пропускается по той же обмотке, по которой проходит ток, управляющий освещением фотоэлемента.

1. Видоизменение устройства (автоматического потенциометра) по авторскому свидетельству №46632, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, применен гальванометр, противодействующий момент которого скомпенсирован добавочным током, пропускаемым по основной или дополнительной специально для этой цели предусмотренной рамке.

2. Форма выполнения потенциометра по п. 1, отличающаяся тем, что шунтирующее гальванометр сопротивление включено в цепь фотоэлемента, вследствие чего ток, компенсирующий противодействующий момент, является частью тока в цепи фотоэлемента (фиг. 2).

3. Форма выполнения потенциометра по п. 1, отличающаяся тем, что шунтирующее гальванометр сопротивление включено в анодную цепь электронной лампы, вследствие чего компенсирующий ток является частью вспомогательного тока потенциометра (фиг. 3 и 4).