Spannungs-Kompensator

Spannungs-Kompensator (Prinzip)
U_K wird an U_x angeglichen.

Grundaufbau des selbstabgleichenden Spannungs-Kompensators

Das Verfahren der Spannungs-Kompensation ist ein Verfahren der elektrischen Messtechnik und arbeitet nach folgendem Prinzip: Eine Kompensationsspannung U_K wird gebildet, mit der zu messenden Spannung U_x verglichen und so lange nachgestellt, bis Gleichheit festgestellt wird (Abgleich). In DIN 1319-2 wird diese Methode auch Nullabgleichs-Messmethode genannt.

Bei Abgleich ist

$U_x =U_K =\frac{R_1}{R_0} U_0$

bzw.

$U_x =U_K =\frac{R_1}{R_1 +R_2} U_0$

Der aus den Widerständen und der Speisespannung U₀ ausrechenbare oder bei entsprechender Konstruktion an der Schaltung unmittelbar ablesbare Wert von U_K liefert den Messwert für U_x .

Diese Messmethode vermeidet jegliche Belastung (Stromentnahme) von U_x bei Abgleich. Damit sind Messungen der Leerlaufspannung selbst an hochohmigen Quellen möglich.

Mit einer Spannungsquelle mit einem fest eingestellten präzisen Wert U₀ > U_x und digital einstellbaren Widerständen sind Präzisionsmessungen möglich.

Auch die Wheatstone-Brücke und jede andere zu Messungen verwendete Brückenschaltung arbeitet nach diesem Prinzip.

Bei selbstabgleichender Spannungs-Kompensation wird die Spannungsdifferenz U_d = U_x − U_K nicht angezeigt, sondern verstärkt auf den Motor eines Motorpotentiometers gegeben, der den Schleifer nachstellt, bis Abgleich erreicht ist. Dann ist U_d = 0; der Motor bekommt keine Spannung mehr und bleibt stehen. Der Schleifer wird gekoppelt mit einem Zeiger vor einer Skale, so dass unmittelbar der Messwert abgelesen werden kann.
Weite Verbreitung hat der selbstabgleichende Kompensator im Kompensations-Messschreiber gefunden, wobei der Motor zusammen mit dem Schleifer und Zeiger auch eine Schreibfeder bewegt.