|
|
Приборы сравнения (мосты постоянного и переменного тока, компенсаторы, автоматические мосты)Приборы сравнения. Приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно (с мерой). Приборы сравнения могут работать в двух режимах: в равновесном режиме и в неравновесном режиме. Структурные схемы приборов сравнения приведены на рисунке.
При работе в равновесном режиме (рис. а.) измеряемая величина Х полностью компенсируется воздействием меры. Значение меры или ее части, необходимой для компенсации величины Х, в процессе измерения определяется по отсчетному устройству. В неравновесном режиме разность показаний между мерой и измеряемой величиной измеряется в отсчетном устройстве, шкала которого градуирована в единицах измеряемой величины. В данном курсе будут рассмотрены мосты постоянного и переменного тока и компенсаторы.
Мосты постоянного тока. Одинарный мост. Одинарные мосты постоянного тока предназначены для измерения сопротивлений величиной от 10 Ом и более. Схема одинарного моста приведена на рисунке:
Диагональ, обозначенная на рисунке bd- называется диагональю питания. В нее включен источник питания (батарея) G. Диагональ ас называется измерительной диагональю. В нее включен указатель равновесия (гальванометр) Р. Выведем условия равновесия моста. В равновесном режиме Iур=0. Это условие выполняется когда:
Из первого закона Кирхгофа, с учетом того, что I4=I1 и I3=I2. Принимая во внимание все вышесказанное можно записать:
Чувствительность моста по току и по напряжению определяются как:
В частном случае, при R1=R2=R3=R4, чувствительность моста может быть записана как:
R10 - сопротивление R1 при равновесии.
В качестве практического примера приведены параметры моста Р-369. Диапазон измеряемых сопротивлений: 10-4…1.11111*1010 Ом. Класс точности в диапазоне до 10-3 Ом- 1 и при измерении сопротивлений от1 до 103Ом класс точности- 0.005. Мосты переменного тока. Мосты переменного тока применяются для измерения, как активных, так и реактивных сопротивлений (емкостных и индуктивных). Схема моста переменного тока приведена на рисунке.
Уравнения, поясняющие принцип действия моста, записываются по аналогии с уравнениями, приведенными для одинарного моста постоянного тока, и имеют вид:
Из первого закона Кирхгофа, с учетом того, что I4=I1 и I3=I2. Принимая во внимание все вышесказанное можно записать:
При работе на переменном напряжении эти уравнения должны быть записаны в показательной форме:
Из этих уравнений следуют условия равновесия моста:
Автоматические мосты. Рассмотрим работу автоматических мостов. Автоматический мост выполнен на базе реверсивного двигателя, охваченного отрицательной обратной связью по току в измерительной диагонали. Упрощенная схема такого моста приведена на рисунке.
Прибор работает следующим образом. К питающей диагонали ав подключен источник питания. В измерительную диагональ введены переменный резистор R и усилитель тока УТ. К выходу усилителя подключен реверсивный двигатель РД. Вал двигателя, с одной стороны управляет перемещением движка резистора R, а с другой стороны соединен со шкалой прибора. Усилитель тока подключен таким образом, чтобы при вращении двигателя сопротивления R’ и R’’ изменяясь уменьшали ток в измерительной диагонали бг. Если ток в диагонали бг будет равен нулю, управляющий сигнал на выходе усилителя исчезнет и двигатель остановится. Это состояние будет зафиксировано на шкале, которая проградуирована в единицах измеряемой величины. Если сопротивление в одном из плеч моста изменить - мост будет разбалансирован, в измерительной диагонали появится ток и процесс компенсации повторится. Компенсаторы. Компенсаторами называются приборы сравнения, в основу которых положен принцип компенсации Э.Д.С. Применяются компенсаторы для измерения напряжений и Э.Д.С. с высокой точностью.
Схема компенсатора приведена на рисунке.
На приведенной схеме приняты следующие обозначения:: Gp- источник рабочего тока. Gn- нормальный элемент. Gx- источник измеряемого напряжения. R- регулируемый резистор. Ro образцовый резистор. Rk- компенсационный резистор. P- магнитоэлектрический гальванометр. Если ключ К находится в положении 1, выполняется равенство:
Если ключ находится в положении 2, выполняется равенство:
Таким образом, можно сравнить напряжение неизвестного источника Gx c напряжением нормального элемента Gn. Это можно пояснить соотношением:
По приведенной схеме работает, например, компенсатор Р 355. Он имеет класс точности 0.05…0.5 в пределах измерения напряжения 0.6…1500 мВ. Для увеличения скорости измерений применяют автоматические компенсаторы. Одна из схем такого компенсатора показана на рисунке. Схема работает следующим образом: В основе прибора лежит усилитель постоянного тока, охваченный обратной связью. Если обозначить коэффициент усиления УПТ как s, можно записать:
Такие компенсаторы применяют для измерения малых напряжений, например на выходе   ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
и 
следует:
или 
. Выражение 
- является условием равновесия моста.
- чувствительность моста по току. 
- чувствительность моста по напряжению.
yp и 
и 
.
, 
, 
. Rур - сопротивление указателя равновесия.
или 
. Выражение 
- является условием равновесия моста.
или 
.
Данная система уравнений показывает, что мост переменного тока может быть уравновешен только при определенном характере нагрузки и схеме включения сопротивлений в ветвях.
.
.
. Следовательно: 
.
и 
. Отсюда можно вывести прямую зависимость между током, протекающим по микроамперметру и измеряемым напряжением.
.