Как са подредени и експлоатирани DC мостове за измерване?

Устройството на единични измервателни мостове на постоянен ток

Един единичен постоянен ток се състои от три примерни резистора (обикновено регулируеми) R1, R2, R3 (фиг. 1, а), които са свързани последователно с измереното съпротивление Rx в мостовата верига.

Захранването се подава към един от диагоналите на тази верига от източника на ЕМП GB, а силно чувствителен галванометър RA се включва към другия диагонал чрез превключвателя SA1 и ограничаващото съпротивление Ro.

Ориз. 1. Схеми на единични измервателни мостове на постоянен ток: а — общи; b — с плавна промяна в съотношението на раменете и рязка промяна в рамото за сравнение.

Схемата работи по следния начин. Когато се подава мощност през резисторите Rx, Rl, R2, R3, токове I1 и I2… Тези токове ще причинят спад на напрежението в резисторите Uab, Uпр.н.е., Uреклама и Udc.

Ако тези спадания на напрежението са различни, тогава потенциалите на точките φa, φb и φc няма да е същото. Следователно, ако включите галванометъра с превключвателя SA1, тогава ток, равен на Азr = (φb — φd) / Ро.

Задачата на габарита е да балансира моста, тоест да направи потенциалите на точките φb и φd равно, с други думи, намалете тока на галванометъра до нула.

За да направят това, те започват да променят съпротивленията на резисторите R1, R2 и R3, докато токът на галванометъра стане равен на нула.

При Азr = 0 може да се твърди, че φb = φd… Това е възможно само при спадане на напрежението Uab — Uреклама и типр.н.е. = Udc.

Замествайки в тези изрази стойностите на спада на напрежението Uреклама =I2R3, Uпр.н.е. = I1R1, Udc = I2R2 и Uab = I1Rx, получаваме две равенства: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Разделяйки първото равенство на второто, получаваме RНС / R1 = R3 / R2 или RNS R2 = R1 R3

Последното равенство е състояние на балансиране на един мост постоянен ток.

От него следва, че мостът е балансиран, когато продуктите на съпротивленията на противоположните рамена са еднакви. Следователно измереното съпротивление се определя по формулата Rx = R1R3 / R2

В реални единични мостове или съпротивлението на резистора R1 (нарича се сравнително рамо), или съотношението на съпротивленията R3/ R2.

Има измервателни мостове, при които се променя само съпротивлението на еталонното рамо, а съотношението R3 / R2 остава постоянно. Обратно, само съотношението R3 / R2 се променя, докато съпротивлението на рамото за сравнение остава постоянно.

Най -широко разпространени са измервателните мостове, при които съпротивлението R1 се променя плавно и при скокове, обикновено кратни на 10, съотношението R3 / R2 се променя (фиг. 1, б), например в общите измервателни мостове P333.

Ориз. 2. Измервателен мост на постоянен ток Р333

Всеки измервателен мост се характеризира с диапазон на измерване на съпротивление от Rmin до Rmax. Важен параметър на моста е неговата чувствителност. См = SGСcx, където Sg =да /dIg е чувствителността на галванометъра, Scx =dIG/dR — чувствителност на веригата.

Замествайки Sг и Scx в Sм, получаваме Sм= да/ dR.

Понякога се използва концепцията за относителната чувствителност на измервателния мост:

См= да/ (dR / R).

където dR / R — относителната промяна в съпротивлението в измереното рамо, да — ъгъл на отклонение на иглата на галванометъра.

В зависимост от дизайна се прави разлика между складови и линейни (речордни) измервателни мостове.

В измервателния мост, базиран в магазина, съпротивленията на раменете са направени под формата на щепсел или лост, многозначни мерки за електрическо съпротивление (съпротивления), в рекордовите мостове сравнителното рамо е направено под формата на съпротивление магазин, а отклонителните рамена са под формата на резистор, разделени с плъзгач на две регулируеми части.

По допустима грешка единичните измервателни мостове на постоянен ток имат клас на точност: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Числената стойност на класа на точност съответства на най -голямата допустима стойност на относителната грешка.

Грешката на единичен DC мост зависи от степента на съизмеримост на съпротивленията на свързващите проводници и контакти с измереното съпротивление. Колкото по -малко е измереното съпротивление, толкова по -голяма е грешката. Затова за измерване на ниско съпротивление се използват двойни DC мостове.

DC двойно мостово устройство

Раменете на двойния (шест раменен) измервателен мост са измереното съпротивление Rx (те са направени с четири скоби за намаляване на влиянието на контактните съпротивления и са свързани към мрежата чрез специално устройство с четири скоби), примерен резистор Ro и две двойки спомагателни резистори Rl, R2, R3, R4.

Ориз. 3 Схема на двоен измервателен DC мост

Балансът на моста се определя по формулата:

Rx = Ро NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

Това показва, че ако две съотношения на раменете R1 / R2 и R4 / R3 са равни помежду си, тогава изваденото е нула.

Въпреки факта, че съпротивленията R1 и R4, преместващи плъзгача D, са зададени еднакво, поради разпространението на параметрите на съпротивленията R2 и R4, това е много трудно да се постигне.

За да се намали грешката при измерването, съпротивлението на джъмпера, свързващ референтния резистор Ro, и измереното съпротивление Rx трябва да бъдат взети възможно най -малко. Обикновено към устройството е прикрепен специален калибриран резистор. r… Тогава изваденият израз става практически нула.

Стойността на измереното съпротивление може да се определи по формулата: Rx = Ro R1/R2

Двойните измервателни мостове DC са проектирани да работят само с променливи съотношения на рамото. Чувствителността на двойния мост зависи от чувствителността на нулевия показалец, параметрите на мостовата верига и стойността на работния ток. С увеличаване на работния ток чувствителността се увеличава.

Най -разпространени са комбинирани DC мостове за измерванепредназначени за работа по единични и двойни мостови схеми.