Ako sú usporiadané a prevádzkované DC meracie mostíky?

Zariadenie jednotlivých meracích mostíkov jednosmerného prúdu

Jeden jednosmerný prúd pozostáva z troch vzorových rezistorov (zvyčajne nastaviteľných) R1, R2, R3 (obr. 1, a), ktoré sú zapojené do série s meraným odporom Rx v mostíkovom obvode.

Napájanie je privedené na jednu z uhlopriečok tohto obvodu zo zdroja EMF GB a na druhú uhlopriečku je cez spínač SA1 a obmedzovací odpor Ro pripojený vysoko citlivý galvanometer RA.

Ryža. 1. Schémy jednotlivých meracích mostíkov jednosmerného prúdu: a — všeobecné; b — s hladkou zmenou pomeru ramena a prudkou zmenou porovnávacieho ramena.

Schéma funguje nasledovne. Keď je napájanie dodávané cez odpory Rx, Rl, R2, R3, prúdy I1 a I2... Tieto prúdy spôsobia pokles napätia na odporoch Uab, Ubc, Uad a Udc.

Ak sú tieto poklesy napätia rôzne, potom potenciály v bodoch φa, φb a φc nebudú rovnaké.Ak teda zapnete galvanometer prepínačom SA1, potom prúd rovný Azr = (φb — φd) / Po.

Úlohou meradla je vyvážiť mostík, to znamená vyrovnať potenciály bodov φb a φd, inými slovami znížiť prúd galvanometra na nulu.

Za týmto účelom začnú meniť odpory rezistorov R1, R2 a R3, kým sa prúd galvanometra nestane nulovým.

Pri Azr = 0 možno tvrdiť, že φb = φd... To je možné len pri poklese napätia Uab — Uad a typu BC. = Udc.

Nahradením týchto výrazov hodnoty poklesu napätia Uad = I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 a Uab = I1Rx, dostaneme dve rovnosti: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Vydelením prvej rovnosti druhou dostaneme RHC / R1 = R3 / R2 alebo RNS R2 = R1 R3

Poslednou rovnosťou je podmienka vyváženia jednomostového DC.

Z toho vyplýva, že most je vyvážený vtedy, keď sú súčin odporov protiľahlých ramien rovnaké. Preto je nameraný odpor určený vzorcom Rx = R1R3 / R2

V skutočných unitárnych mostoch buď odpor rezistora R1 (nazývaný komparátorové rameno) alebo pomer odporov R3/R2.

Existujú meracie mostíky, v ktorých sa mení iba odpor referenčného ramena a pomer R3 / R2 zostáva konštantný. Naopak, mení sa len pomer R3 / R2, pričom odpor porovnávacieho ramena zostáva konštantný.

Najrozšírenejšie sú meracie mostíky, pri ktorých sa plynule mení odpor R1 a skokmi, zvyčajne násobkami 10, sa mení pomer R3 / R2 (obr. 1, b), napríklad pri bežných meracích mostíkoch P333.

Ryža. 2.Jednosmerný merací mostík P333

Každý merací mostík je charakterizovaný rozsahom merania odporu od Rmin do Rmax. Dôležitým parametrom mostíka je jeho citlivosť. Sm = SGСcx, kde Sg =da /dIg je citlivosť galvanometra, Scx =dIG/dR — citlivosť obvodu.

Dosadením Sg a Scx do Sm dostaneme Sm = da/dR.

Niekedy sa používa koncept relatívnej citlivosti meracieho mostíka:

Cm= da/ (dR/R).

kde dR / R — relatívna zmena odporu v meranom ramene, da — uhol vychýlenia ihly galvanometra.

Podľa prevedenia sa rozlišujú akciové a lineárne (rekordné) meracie mostíky.

V dielenskom meracom mostíku sú odpory ramena vyrobené vo forme zástrčky alebo páky, viachodnotové miery elektrického odporu (odpory), v rekordných mostoch je porovnávacie rameno vyrobené vo forme dielenského odporu, a vychyľovacie ramená sú vo forme odporu, oddelené posúvačom na dve nastaviteľné časti.

Dovolená chyba, jednotlivé meracie mostíky jednosmerného prúdu majú triedu presnosti: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Číselná hodnota triedy presnosti zodpovedá najväčšej dovolenej hodnote relatívnej chyby.

Chyba jediného DC mostíka závisí od miery porovnateľnosti odporov spojovacích vodičov a kontaktov s nameraným odporom. Čím menší je nameraný odpor, tým väčšia je chyba. Preto sa na meranie nízkeho odporu používajú dvojité DC mostíky.

DC dvojité mostové zariadenie

Ramená dvojitého (šesťramenného) meracieho mostíka sú meraný odpor Rx (vyrábajú sa so štyrmi svorkami na zníženie vplyvu prechodových odporov a do siete sú pripojené špeciálnym zariadením so štyrmi svorkami), príklad rezistora Ro a dva páry pomocných rezistorov Rl, R2, R3, R4.

Ryža. 3 Schéma dvojitého meracieho DC mostíka

Rovnováha mostíka je určená vzorcom:

Rx = Ro NS (R1 / R2) - (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 - R4 / R3)

To ukazuje, že ak sú dva pomery ramien R1 / R2 a R4 / R3 navzájom rovnaké, potom je odčítaný nula.

Napriek tomu, že odpory R1 a R4 pohybujúce sa posúvačom D sú nastavené rovnako, vzhľadom na rozloženie parametrov odporov R2 a R4 je to veľmi ťažko dosiahnuteľné.

Aby sa znížila chyba merania, odpor prepojky spájajúcej referenčný odpor Ro a nameraný odpor Rx by sa mal brať čo najmenší. K zariadeniu je zvyčajne pripevnený špeciálny kalibrovaný odpor. r… Potom sa odčítaný výraz stane prakticky nulou.

Hodnotu nameraného odporu je možné určiť podľa vzorca: Rx = Ro R1/R2

Dvojité DC meracie mostíky sú navrhnuté tak, aby fungovali len s premenlivými pomermi ramien. Citlivosť dvojitého mostíka závisí od citlivosti nulového ukazovateľa, parametrov mostíkového obvodu a hodnoty prevádzkového prúdu. So zvyšujúcim sa prevádzkovým prúdom sa zvyšuje citlivosť.

Najbežnejšie sú kombinované meracie mostíky jednosmerného prúdu určené na prácu na schémach s jedným a dvojitým mostom.