1-5. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ РАВНЫХ И НЕРАВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

Измерение мощности методом сравнения может производиться путем сравнения равных значений или путем сравнения неравных значений . В первом случае величины последовательно во времени или одновременно подаются в первичные преобразователи выходные сигналы которых: поступают в ИПМ. Очевидно, что если в течение интервала времени коэффициенты преобразования в соответствии с выражениями (1-18) и (1-19), не изменяются, то точность сравнения не зависит от их абсолютных значений или их нестабильности в течение длительных интервалов времени . Практически это означает, что делители напряжения и шунты, являющиеся первичными преобразователями и могут быть выполнены без точной подгонки из резисторов, нестабильных во времени. Погрешность, вносимая определяется только изменением их коэффициента преобразования, вызванным различием частот и и неодинаковым нагревом под действием токов . Частотная и

угловая погрешности ПП соответственно определяются как

где — угол сдвига фаз между входной и выходной величинами ПП.

В связи с этим основным требованием, предъявляемым к при сравнении равных значений, является требование малой реактивности элементов При измерении тока методом сравнения равных значений выделение теплоты в шунте под действием токов одинаково и требований к его температурной стабильности не предъявляется. Если же сравниваются равные значения мощности при равных и но различных например при то . В этом случае выделение теплоты в шунте под действием будет в раз больше, чем под действием что вызывает «тепловую» составляющую погрешности сравнения

где — изменение температуры шунта под действием тока или

При сравнении неравных значений мощности напряжение и ток также подаются на входы ИПМ через , а напряжения — непосредственно. Равенство при этом соответствует тому, что

Из уравнения (1-60) следует, что при сравнении неравных значений, помимо требований малой реактивности предъявляются требования точного определения значений а также их стабильности в течение длительного времени и при изменении условий внешней среды, что приводит к необходимости использования прецизионных резисторов с высокой точностью подгонки для изготовления

Погрешность измерения в этом случае включает в себя еще одну составляющую

где — номинальные значения .

Сопоставление методов сравнения равных и неравных значений может привести к выводу, что при сравнении равных значений достигается большая точность и более простым путем.

В действительности различия между этими методами по точности и технологической трудности их реализации не столь

щественны. Объясняется это тем, что при анализе метода сравнения равных значений не учтены погрешности и трудности реализации мер напряжения и тока, воспроизводящих значения равные значениям .

На рис. 1-7, а, и б представлены упрощенные структурные схемы мер и постоянного тока. Каждая из схем содержит источник опорного напряжения воспроизводящий или сравнивающее устройство и усилитель напряжения или тока Воспроизведение производится путем сравнения с выходным напряжением делителя включенного в цепь обратной связи усилителя Если считать, что устройство и усилитель идеальны и коэффициент усиления бесконечно большой, то при

Рис. 1-7

Воспроизведение производится путем сравнения с напряжением шунта включенного в цепь обратной связи усилителя

При тех же допущениях равенству соответствует

Как видно из выражений (1-62) и (1-63), точность воспроизведения определяется точностью коэффициента деления делителя шунта и их временной и температурной стабильностью, т. е. теми же требованиями, которые предъявляются к при сравнении неравных значений. Единственным существенным достоинством метода сравнения равных значений является то, что он позволяет отнести требование малой реактивности только к , а требование точности и стабильности — только к делителям и шунтам мер. Это позволяет для изготовления и использовать малореактивные, например пленочные, резисторы невысокой стабильности, а для изготовления делителей и шунтов мер — высокостабильные проволочные резисторы, обладающие значительной реактивностью. Аппаратурная реализация метода сравнения равных значений

много сложнее, чем реализация метода сравнения неравных значений. В связи с этим практическое применение он нашел только в некоторых установках для поверки ваттметров (см. гл. 5).

Точность измерений мощности каждым из рассмотренных методов во многом определяется видом ИПМ, качеством его выполнения и соответствием выбранного вида ИПМ параметрам входных величин.