Нулевой прибор

Нулево́й прибо́р (нуль-прибор) (от лат. nullus, «никакой») — прибор, предназначенный для определения отсутствия электрического напряжения, эдс или тока в измерительной электрической цепи.

Назначение

Нулевой прибор применяется в т. н. нулевых методах измерений, основанных на сравнении известной и измеряемой величины с целью достижения их нулевой разности. Часто применяется в компенсационных схемах — компенсаторах постоянного тока, измерительных мостах, и др. Как правило, достижение нулевой разности электрических величин достигается с помощью методов автоматического контроля с обратной связью.

В качестве нулевого прибора обычно используются гальванометры, электрометры, электронно-лучевые трубки и другие средства измерений.

Физические основы

Принципиальная электрическая схема моста Уистона. $R_{1}$, $R_{2}$, $R_{3}$, $R_{x}$ — «плечи» моста; AC — диагональ питания; BD — измерительная диагональ; $R_{x}$ — элемент, электрическое сопротивление которого требуется измерить; $R_{1}$, $R_{2}$ и $R_{3}$ — элементы с известными значениями сопротивлений; $R_{2}$ — переменный резистор (реостат); $V_{G}$ — гальванометр); $R_{G}$ — сопротивление гальванометра (не показано на схеме)

Нулевые приборы используют, применяя т. н. нулевой метод измерения. Этот метод основан на том, что результирующий эффект воздействия величин (в частности, электрических) на прибор сравнения (нулевой прибор) доводят до нуля. Например, нулевой метод используется для точного измерения электрического сопротивления с помощью электрического моста. К аналогу нулевого метода измерений можно отнести дифференциальный, или разностный метод измерений, в котором фиксируется разность между значениями измеряемой и известной величины (воспроизводимой некоторой мерой, или прецизионным источником).

Недостатком нулевого метода измерений является необходимость воспроизводства величины, идентичной сравниваемой, с необходимой для измерений точностью во всём диапазоне измерений.

Преимуществом нулевого метода является то, что величина, идентичная сравниваемой, не должна быть по своему значению близкой к измеряемой. Имея точное значение «опорной» величины, с помощью усилителей и (или) других средств достигаются значения, при которых их разность с измеряемым значением равна нулю.

С помощью нулевого прибора измеряют электрические сопротивления, индуктивности и электрические ёмкости.

На рисунке показана принципиальная схема моста Уистона, в которой в роли нулевого прибора выступает гальванометр, сопротивление которого равно $R_{G}$.

Литература

• Калашников С. Г. Электричество. — Москва : Наука, 1973.
• Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. — Москва : Высшая школа, 1983.
• Алешкевич В. А. Электромагнетизм. — Москва: Физматлит, 2014. — 404 с. — ISBN 978-5-9221-1555-1.

Ссылки

• Нуль-индикатор

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Нулевой прибор», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Нулевой_прибор» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».