Падение напряжения на калиброванном потенциометре (см. рис. 48) равно верхнему пределу измерения компенсатора и, следовательно, может быть достаточно велико. В то же время необходимо устанавливать и отсчитывать положение равновесия как можно более точно. Для этого нужно, чтобы изменение компенсирующего напряжения, приходящееся на единицу угла поворота потенциометра (или на единицу линейного перемещения), было малым. Поэтому потенциометр должен иметь большую длину намотки.

Само по себе это условие не проблема - существуют многЬобо-ротные потенциометры. Однако современная технология не позволяет пока получить линейность многооборотных потенциометров лучше 0,57о. Поэтому вместо них применяют многоступенчатые делители напряжения, с которыми можно получить намного меньшие погрешности.

Схема делителя должна быть такова, чтобы количество резисторов в нем было минимальным и в то же время чтобы наименьшая ступень изменения напряжения была меньше заданной погрешности.

Еще одно требование к делителю заключается в постоянстве его входного (со стороны источника питания) сопротивления независимо от положения переключателей. Изменения нагрузки на источник в процессе уравновешивания могли бы вызвать изменения его напряжения, а тем самым привести к дополнительной погрешности.

Два применяемых в компенсаторах делителя показаны на рис. 50.

У делителя, показанного на рис. 50, а (его называют иногда делителем Вольфа - Поггендорфа), последняя, третья, декада представляет собой обычный делитель и состоит из десяти резисторов. В каждой из остальных декад имеются две цепи деления, содержащие по девять резисторов одинакового сопротивления, причем левая цепь разомкнута на нижней стороне, а правая на верхней. К отводам цепей подключается последующая декада, общее сопротивление которой равно сопротивлению одного резистора цепи деления предшествующей декады. Переключатели перемещаются одновременно по отводам обеих цепей. Таким образом, делитель каждой декады (кроме последней) состоит из трех резисторов левой цепи, которые находятся выше движка переключателя, затем последующей декады и резисторов правой цепи, находящихся ниже переключателя.

При том полонении переключателя, которое изображено на рисунке, делитель второй декады включает в себя три верхних резистора левой ценп, третью декаду и шесть нижних резисторов правой цепи. В данном случае третья декада представляет собой целиком седьмой резистор делителя второй декады. При помощи переключателя Лг (с двумя секциями а к б) третья декада может занять любое Место в делителе второй декады. Получающийся таким образом делитель второй декады в свою очередь входит в качестве одного из резисторов в делитель первой декады. Сопротивления резисторов цепей первой декады в 10 раз больше сопротивлений резисторов цепей второй декады (и в 100 раз - третьей). Так может быть набрано в принципе любое число декад.

У показанного на рисунке трехдекадного делителя третья декада набрана из 100-омных резисторов, вторая - из резисторов в 1 ком и первая - в 10 ком, так что делитель представляет для источника сопротивление в 100 ком.

О роли и сопротивлении резистора /?д будет сказано позже, при рассмотрении источников питания.

ю,гов

[декада 1>, ,т 70 коле ГО

Ш декада.

6,69 6,Вв

6,67

J F.es П

\s.6v

J 6,63 6,62

6,60

Рис. 50. Многодекадиые делители. a - Вольфа - Поггендорфа; б - Кельвина - Барлея.

Предположим, что напряжение на делителе 10 в, тогда первая декада делителя позволяет менять выходное напряжение ступенями в 1 в, вторая - в 0,1 в, третья--в 0,01 в. При положении переключателей, как на рисунке, на делителе второй декады имеется напряжение 1 в, причем потенциал нижнего конца делителя 6,0 в, а верхнего 7,0 в. На делителе третьей декады падение напряжения составляет 0,1 в, причем потенциал нижнего конца делителя 6,60 в, верхнего 6,70 е. Падение напряжения на делителе третьей декады 0,1 в, и на каждом его резисторе падает 10 мв. Общее выходное напряжение составляет 6,67 в. Таким образом, с описываемого устройства можно получить любое напряжение в пределах О-10 в ступенями через 10 мв, т. е. всего 1 ООО значений при помощи 46 резисторов в делителе. Переключателем Лз устанавливаются десятки милливольт, Лг - десятые вольта и /7] - единицы вольт.

В делителе, показанном на рисунке 50, б и называемом иногда делителем Кельвина - Варлея, на последнюю декаду приходится, как обычно, 10 резисторов, а на остальные- по 11. Каждая декада включена параллельно двум резисторам предыдущей декады и составлена из резисторов, сопротивление которых в 5 раз меньше сопротивлений резисторов предыдущей декады. Поэтому падение напряжения на каждой декаде составляет одну десятую долю падения напряжения на предыдущей декаде. У изображенного на рисунке целителя первая декада составлена из резисторов в 10 ком, вторая - 2 ком, третья -400 ом, так что сопротивление делителя, как и предыдущего, 100 ком. При показанном положении переключателей и напряжении на входе делителя 10 в с делителя снимается напряжение 7,67 в.

Некоторым недостатком указанных делителей является различие в сопротивлениях резисторов разных декад. Найти или изготовить точные резисторы нескольких номиналов труднее, чем одного. Кроме того, при значительном числе декад -пяти, например, отношение наибольшего к наименьшему сопротивлению становится велико, а резисторы слишком малого (или слишком большого) сопротивления отличаются меньшей стабильностью.

Рисунок 51 поясняет способ, позволяющий собирать делители резисторов одного номинала. На этом рисунке изображена часть делителя второго из рассмотренных типов.

Задача сводится к тому, чтобы сопротивления декад были равны сумме сопротивлений двух резисторов, из которых собран делитель. Для этого параллельно каждой декаде (кроме первой, самой старшей) подключается цепочка вспомогательных резисторов того же номинала R, что и остальные резисторы делителя, с суммарным сопротивлением 2,5/?. Для этого два резистора включают последовательно с двумя другими, включенными между собой параллельно.

Рис. 51. Схема включения дополнительной цепи, позволяющей собрать делитель из резисторов одного номинала.