При точных измерениях, когда погрешности должны быть сведены к минимуму, получил распространение компенсационный метод измерения. Сущность компенсационного метода измерения сопротивления заключается в том, что производится сравнение падения напряжения на измеряемом резисторе и на образцовом резисторе, включенных последовательно (рис. 4.31).
Измерение падения напряжения на резисторах осуществляется, как правило, потенциометром. В этом случае напряжение питания не влияет на результаты измерения, а также полностью исключается влияние сопротивления соединительных проводов, так как в момент измерения ток в проводах, соединяющих потенциометр с резисторами, равен нулю.
Для удобства применения компенсационного метода измеряемые и образцовые резисторы имеют четыре вывода. Два токовых вывода – для подключения питания и два потенциальных – для подключения потенциометра.
Рис. 4.31. Схема компенсационного метода измерения сопротивлений
На схеме (см. рис. 4.31) измеряемый резистор Rизм включен последовательно с образцовым резистором Rобр. В качестве образцового резистора используется магазин сопротивлений. Измерительный ток в цепи устанавливают переменным резистором Rу, таким, чтобы нагрев сопротивления не вызывал изменения температуры больше допустимого.
С одной стороны, ток определяется по падению напряжения на образцовом резисторе,
, (4.13)
где Uобр – падение напряжения на образцовом резисторе; Rобр – сопротивление образцового резистора.
С другой стороны,
, (4.14)
где Uизм – падение напряжения на измеряемом резисторе; Rизм – неизвестное сопротивление измеряемого резистора.
Исходя из (4.13) и (4.14), получаем сопротивление измеряемого резистора
.
Для определения сопротивления резистора необходимо поочередно измерить падение напряжения на измеряемом и образцовом резисторах и затем рассчитать сопротивление измеряемого резистора.