Дифференциальный метод

Характерной особенностью дифференциальных методов является то, что измеряемая или отображающая ее величина сравнивается с однородной (родственной ей) величиной − величиной сравнения. Если величина сравнения имеет известное постоянное значение, то выходная величина равна разности значений измеряемой величины и величины сравнения, и метод оказывается чисто разностным. Его используют, в частности, при проверке мер, например мер длины, сравнением с образцовой мерой на компараторе. При этом значения величин, воспроизводимых мерами, незначительно отличаются друг от друга.

Таблица 1 ─ Основные особенности методов измерений

	Отклонения	Разностный	Компенсационный
Принцип реализации	Непосредственное получение результата, xa=Kpxe	Определяется разность между измеряемой величиной xe (либо ее отобржением xb) и постоянной величиной сравения xv, xa=Kpv(xe-xv)=Kpvx)	Минимизируется раность между измеряемой величиной xe (или ее отображением xb) и уравновешивающей величиной xk путем изменения xk,, xa=KpKxk при x= xa- xk , x 0
Потребность во вспомогательной энергии	Не требуется	Требуется для формирования и поддержания xv	Требуется для действия цепи регулирования и формирования xK . Соответствует значению xb в уравновешивающем состоянии
Воздействие на объект измерений	Существует	Существует	При уравновешивании становится весьма малым
Преимущества	Относительная простота, не требуется источник вспомогательной энергии, высокая надежность, низкая стоимость.	Компенсация шумов, относительно высокая чувствительность, удобство контроля за величиной сравнения.	Высокая точность, возможность автоматической коррекции погрешностей, возможность представления выходной величины в различных формах.
Недостатки	Низкая точность, подверженность внешним воздействиям.	Дополнительная погрешность при изменениях величины сравнения	Сравнительно высокие затраты на реализацию и дополнительную погрешность, обусловленная возможной нестабильностью уравновешивающей величины или неточностью ее контроля.

В измерительной технике широко распространена другая модификация дифференциальных методов ─ компенсационный или метод уравновешивания. Он заключается в том, что изменением величины сравнения разность между значениями этой величины и величины, отображающей измеряемую, сводится к нулю. При этом значение измеряемой величины соответствует установленному при уравновешивании значению величины сравнения. Последнюю обычно называют компенсирующей или уравновешивающей величиной. Уравновешивание может быть следующим, при котором, в отличие от циклического уравновешивания, значение уравновешивающей величины перед каждым отсчетом не задают определенным (например, максимальным или нулевым), а оно «следует» за изменением измеряемой величины от отсчета к отсчету.

Компенсационный метод может быть реализован как изменением уравновешивающего напряжения, так и дополнением измеряемой величины однородной ей величиной до опорной величины, значение которой равно приделу измерений.