Уравновешенные мосты постоянного тока

ПРИБОРЫ СРАВНЕНИЯ

Приборы, в которых для измерения неизвестной величины используются методы сравнения с мерой, называются приборами сравнения. К ним относятся мосты и компенсаторы (потенциометры), различающиеся схемами измерительных цепей.

Мосты применяют для измерения сопротивления, индуктивности, емкости, добротности и угла диэлектрических потерь. На основе мостовых схем выпускаются приборы для измерения неэлектрических величин и различные устройства автоматики и телемеханики.

Для измерений токов и напряжений используют компенсаторы. Они также применяются для измерения размеров других величин при использовании измерительных преобразователей и косвенного способа измерения.

В зависимости от метода, положенного в основу данных приборов, - нулевого или дифференциального, приборы подразделяются на уравновешенные и неуравновешенные. В зависимости от рода тока различают мосты и компенсаторы – постоянного и переменного тока. В зависимости от вида схемы (числа плеч) мосты бывают одинарные и двойные.

Уравновешенные мосты постоянного тока

Применяют для измерения омических сопротивлений.

Плечи моста а-с, с-b, b-d, d-a содержат активные сопротивления. В диагональ a-b включен источник питания. В диагональ c-d включен нуль-индикатор (магнитоэлект-рический гальванометр). Плечо R₂ называют плечом сравнения (регулируется плавно), плечи R₃ R₄ – плечами отношения (регулируется ступенчато кратно 10).

Ток в измерительной диагонали моста:

Если в одно из плеч моста включить резистор с неизвестным сопротивлением R_x и, изменяя одно или пару сопротивлений плеч, добиться отсутствия тока в цепи гальванометра получим выражение:

I_Г = 0 при – условие равновесия.

Одинарные мосты применяются для измерения сопротивления средних значений (10 – 10⁶ Ом).

Если в предварительно уравновешенном мосте первое плечо получает приращение Δ R₁, то в диагонали моста возникает ток который в первом приближении (при условии Δ R₁ < < R₁)

Важной характеристикой мостовой схемы является ее чувствительность, под которой понимается предел отношения приращения выходного сигнала Δ Y (ток, напряжение или мощность) к приращению входной величины Δ Х (сопротивление, индуктивность), когда последнее стремится к нулю.

При применении в качестве нуль-индикатора магнитоэлектрического гальванометра чувствительность моста:

Δ α – отклонение подвижной части гальванометра

Иногда для оценки чувствительности моста пользуются чувствительностью к относительному изменению сопротивления

Из формулы чувствительность моста к относительному изменению сопротивления выражается в делениях на процент измерения сопротивления плеча r₁.

Ограничение пределов измерения:

- верхний предел – влиянием R_{изоляции} и S _Г;

- нижний предел – влиянием R_{контактов} и R_{проводников}

Для уменьшения их влияния – четырехзажимное подключение R_изм.

При измерении малых сопротивлений на результат измерения существенное влияние оказывает сопротивление соединительных проводов, включаемых последовательно с измеряемым сопротивлением.

В настоящее время выпускаются одинарные и двойные мосты постоянного тока классов точности от 0, 005 до 5, 0 с диапазоном измерений от 0.005 до 999900 Ом.