Нулевой прибор

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нулево́й прибо́р (нуль-прибор) (от лат. nullus, «никакой») — прибор, предназначенный для определения отсутствия электрического напряжения, эдс или тока в измерительной электрической цепи[1].

Назначение[править]

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[править]

Файл:Wheatstonebridge.svg
Принципиальная электрическая схема моста Уистона. Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_1} , Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_2} , Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_3} , Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_x}  — «плечи» моста; AC — диагональ питания; BD — измерительная диагональ; Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_x}  — элемент, электрическое сопротивление которого требуется измерить; Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_1} , Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_2} и Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_3}  — элементы с известными значениями сопротивлений; Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_2}  — переменный резистор (реостат); Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_G}  — гальванометр); Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle 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[2].

На рисунке показана принципиальная схема моста Уистона, в которой в роли нулевого прибора выступает гальванометр, сопротивление которого равно Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle R_G} .

Примечания[править]

  1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Учебное пособие для вузов. — 6-е изд. — Москва: Физматлит, 2015. — Т. 3.
  2. Тамм И. Е. Основы теории электричества. — Москва: Наука, 1976. — Т. 3.

Литература[править]

Ссылки[править]

Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Нулевой прибор», расположенная по адресу:

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?».