Меню

Принципы работы одинарного моста постоянного тока

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Одинарный мост — постоянный ток

В том случае, когда мегомметр покажет, что сопротивление изоляции равно нулю, необходимо произвести повторное измерение одинарным мостом постоянного тока или омметром. [17]

Вольтметр с известным внутренним сопротивлением, амперметр ( миллиамперметр), переключатели, магазин сопротивлений, аккумуляторная батарея, омметр, одинарный мост постоянного тока , набор резисторов, сопротивления которых предстоит измерить. [18]

Если величины сопротивлений значительно превышают величину переходных сопротивлений контактов или ими можно пренебречь, измерения можно осуществлять одинарным мостом. Одинарный мост постоянного тока имеет четыре плеча: в три плеча включены магазины сопротивлений, а в четвертое — измеряемое сопротивление. В диагональ моста включают гальванометр и источник питания. [19]

Одинарными мостами постоянного тока принято называть четырехплечие мосты с питанием от источника постоянного тока. Они широко используются для измерения сопротивления на постоянном токе. Известен ряд конструкций этих приборов с различными характеристиками. Погрешность моста зависит от пределов измерения и указывается обычно в паспорте моста. [20]

Одинарными мостами постоянного тока принято называть четырехплечие мосты с питанием от источника постоянного тока. Они широко используются для измерения сопротивления на постоянном токе. [21]

В рассмотренных одинарных мостах постоянного тока чувствительность пропорциональна величине напряжения источника питания. Величина напряжения определяется допустимой мощностью рассеивания на измеряемом н образцовых резисторах. [23]

Наиболее распространен прибор Р-353, предназначенный для измерения сопротивления проводов, электродетонаторов и электровзрывных сетей. Электрическая схема прибора выполнена по принципу одинарного моста постоянного тока . Он смонтирован в водонепроницаемом металлическом корпусе с крышкой. Размеры прибора — 160x140x85 мм; источником тока служит элемент МЦ-4К с напряжением 1 2 В; масса — 1 3 кг. Прибор имеет две шкалы измерений: от 0 2 до 50 Ом для проверки сопротивлений ЭД и от 20 до 5000 Ом для замера сопротивления электровзрывных сетей. Погрешность измерения составляет 5 % от замеряемого сопротивления. [24]

При этом положение движка реохорда и связанной с ним стрелки отсчетного устройства является мерой концентрации определяемого компонента. Преимущество данной схемы по сравнению с одинарным мостом постоянного тока состоит в том, что здесь оба моста находятся примерно в одинаковых условиях, так что возникающие из-за изменения этих условий погрешности измерения взаимно компенсируются. [26]

Для проведения наладочных работ с электронными приборами используют переносные универсальные приборы. Находит применение универсальный переносной измерительный прибор типа УПИП-60М, в корпусе которого находятся потенциометр постоянного тока, одинарный мост постоянного тока , источник регулируемого напряжения и магазин сопротивлений. [27]

Для проведения наладочных работ с электронными приборами используют переносные универсальные приборы. Находит применение универсальный переносной измерительный прибор типа УПИП-60М, в корпусе которого находятся потенциометр постоянного тока, одинарный мост постоянного тока , источник регулируемого напряжения и магазин сопротивлений. Для более сложных наладочных работ применяют универсальный прибор наладчика УПН-2, выполняющий функции электронного осциллографа, лампового вольтметра и миллиамперметра, измерителя R, L, С, испытателя электронных ламп и транзисторов, источника регулируемого напряжения, потенциометра и моста постоянного тока, магазина сопротивлений. [28]

Потенциометр постоянного тока ПП-63 класса 0 5 и прибор УПИП-60М класса 0 05 являются переносными лабораторными приборами. Они объединяют в себе измерительные потенциометры, одинаковые по назначению и параметрам. Поэтому описанные ниже технические требования, принцип действия и устранение неисправностей относятся к обоим типам потенциометров. Прибор УПИП-60М дополнительно содержит схему одинарного моста постоянного тока с плечом сравнения, используемым в качестве магазина сопротивлений. [29]

Источник

Одинарные мосты постоянного тока

Наибольшее распространение получил резистивный мост, называемый мостом Уитстона .

Резисторы R1 – R3 регулируются до тех пор пока, ток через НИ не станет равным нулю.

При этом RX можно определить по формуле RХ = (R2 /R1)R3

При измерениях постоянные резисторы R1 и R2 выбираются таким, чтобы чувствительность моста была максимальной. Уравновешивание моста осуществляется с помощью переменного резистора R3. Сопротивление Rо сначала включается в цепь для защиты нуль-индикатора, но для повышения чувствительности может быть закорочено с помощью переключателя S, когда равновесие достигнуто. Мост Уитстона используется для измерения сопротивлений резисторов с двумя зажимами в диапазоне 1 Ом – 100 Мом. Нижний предел измеряемых сопротивлений зависит от импеданса соединительных проводов и контактов. При измерении с мостом Уитстона обычно берут два отсчета при разных полярностях источника питания, а затем усредняют результат, исключая эффект термоЭДС. Класс точности одинарных резистивных мостов при измерении сопротивления до 100 кОм может достигать значения 0,05. При увеличении верхнего предела измерений до 1 Мом класс точности понижается до 0,5.

Читайте также:  Физика графики колебаний силы тока

При измерении малых сопротивлений с помощью одинарных резистивных четырехплечих мостов на результат измерения существенное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Погрешность, вносимая этими сопротивлениями, может быть очень большой. Для уменьшения этого влияния используется четырехзажимное включение (рис. 4.3). В этом случае сопротивление провода от RX к зажиму 2 входит в плечо с сопротивлением R3, а сопротивление провода от RX к зажиму 4 – в плечо с сопротивлением R2. Сопротивления R3 и R2 значительно больше сопротивлений проводов. Сопротивления проводов от зажимов RX к зажимам 1 и 3 входят в сопротивления диагоналей моста и на равновесие моста не влияют.

Двойной мост Томсона.

Для измерения сопротивлений ниже 1 Ом используется двойной мост Томсона, схема которого показана на рис. 4.4.

Сопротивления RX и RH имеют по четыре выходные клеммы, а RР подбирается таким, чтобы ток через RН давал падение напряжения на нем минимум 0,5 В. При равновесии сопротивление RX определяется выражением

При измерении мост уравновешивается, а затем проводник R убирается, что не должно влиять на равновесие моста. Сопротивление R стремятся сделать как можно меньшим (он изготавливается в виде короткого отрезка достаточно толстого медного провода или шины).

Сопротивления R1, R2, R3 и R4 должны быть меньше 10 Ом каждое, чтобы влияние сопротивлений соединительных проводов и контактов r1, r2, r3, r4 было малым. Кроме того, оно может быть скомпенсировано путем шунтирования R3 или R4 сопротивлением большего значения и уравновешиванием моста без сопротивления R.

На практике сопротивление R2 изменяется путем подключения добавочных сопротивлений, а R1 – путем замены отводов, R4 и R2 регулируются одной ручкой, а R1 и R3 — другой, так что их отношения поддерживаются постоянными . Чтобы исключить влияние термоЭДС, полярность источника питания меняется, как и в мосте Уитстона.

Двойной мост имеет погрешность менее 0,5% для сопротивлений в диапазоне 10 мкОм – 1 Ом. Он также может использоваться для измерений сопротивлений резисторов с двумя зажимами, так как R1,R2, R3, R4 образуют обычный мост Уитстона; погрешность при этом менее 0,02%.

Выпрямительные приборы

Представляют собой сочетание измерительного механизма магнитоэлектрической системы с выпрямителем на полупроводниковых диодах.

Схемы соединений диодов с измерительными механизмами можно разделить на две основные групы: однополупериодные и двухполупериодные.

Наиболее распространены приборы с двухполупериодными схемами выпрямления.

а — трансформаторная; б — мостовая; в, г — мостовая с заменой двух диодов резисторами.

При измерении переменного тока мгновенное значение вращающего момента М(t)=Bsωi, где i -мгновенное значение тока, протекающего через измерительный механизм.

Из-за инерционности подвижной части отклонение её определяется средним значением вращающего момента МСР.

Для схемы с двухполупериодным выпрямлением вращающий момент увеличивается вдвое.

Угол поворота подвижной части при одно- и двухполупериодном выпрямлении соответственно равен

В силу того, что магнитоэлектрическая измерительная система реагирует на постоянный (средневыпрямленный) ток, показания прибора будут пропорциональны средневыпрямленному значению переменного тока или напряжения. Данное обстоятельство является очень существенным, так как приборы проградуированы всредних квадратических значениях синусоидального тока. Это значит, что на шкале прибора представлено не то значение, на которое реагирует прибор (т.е. средневыпрямленное),а величина, умноженная на коэффициент формы синусоиды Кф= 1,11.

Читайте также:  Применение предохранителя с большим чем это указано значением номинального тока

При измерении параметров переменного негармонического сигнала; практически всегда возникает методическая погрешность. Например, при градуировке измерительного прибора на синусоидальном токе точке шкалы 100 В соответствовало средневыпрямленное значение напряжения 90 В. Если на этот измерительный прибор подать напряжение, имеющее форму меандра с амплитудой 90В (напомним, что у такого сигнала: Ка = Кф = 1, т.е. Um = U = U ср.в = 90 В), его показания также будут около 100 В (1,11 U ср.в) и абсолютная погрешность измерения напряжения составит △= 100-90=10В.

Выпрямительные приборы применяются как комбинированные измерители постоянного и переменного тока и напряжения с пределами измерения тока от 1 мА до 600 А, напряжения от 0,1 до 600 В.

Достоинствами выпрямительных приборов являются высокая чуст-вительность, малое собственное потребление энергии и возможность измерения в широком диапазоне частот. Частотный диапазон выпрямительных приборов определяется применяемыми диодами. Так, использование точечных кремниевых диодов обеспечивает измерение переменных токов и напряжений на частотах 50. 105 Гц. Основными источниками погрешностей приборов являются изменения параметров диодов с течением времени, влияние окружающей температуры, а также отклонение формы кривой измеряемого тока или напряжения от той, при которой произведена градуировка прибора. Выпрямительные приборы выполняются в виде многопредельных и многоцелевых лабораторных измерительных приборов .К этому типу измерительных приборов относится так называемый тестер.

Наименьшие пределы измерения переменных токов и напряжений 0,25-0,3 мА и 0,25-0,3 В , малое собственное потребление мощности, широкий частотный диапазон ( до 10-20 кГц).

Недостатки: невысокая точность ( классы точности 1,0-2,5 ); зависимость показаний от формы кривой измеряемой величины.

Область применения: многопредельные ампервольтметры выпрямительные фазометры и самопишущие частотомеры.

Источник

Одинарные мосты постоянного тока

Мостовой метод.

Особенное распространение среди измерителей линейных компонентов нашли приборы, основанные на мостовом методе измерений.
Мостовые схемы обладают большой точностью, высокой чувствительностью, возможностью создания как специализированных приборов, так и универсальных, как с ручным уравновешиванием, так и с автоматическим.

Одинарные мосты постоянного тока.

Мостовая схема может быть представлена в виде четырех сопротивлений, соединенных, как показано на рис. 1, и образующих четырехполюсник, к двум зажимам которого присоединен измерительный прибор И, а к двум другим – источник питания.

Рис. 1.

Условие равновесия моста можно записать в виде:

В случае равновесия моста разность потенциалов между точками а и b диагонали равна нулю и ток в диагонали отсутствует.
Если неизвестное сопротивление Rx включить вместо сопротивления R1, то в случае равновесия моста, искомое сопротивление определится как:

Если мост не уравновешен, то сопротивление определяется по показаниям прибора, проградуированного в единицах измерения сопротивления.
Причинами погрешностей измерения сопротивления уравновешенным одинарным четырехплечим мостом являются недостаточно точная подгонка и регулировка образцовых сопротивлений R3, R2, R4, а также погрешности измерительного прибора.
Относительная погрешность измерения, обусловленная погрешностями плеч моста, определится как сумма относительных погрешностей образцовых сопротивлений:

Чувствительность мостовой схемы Scx определяется отношением изменения выходного сигнала ΔI к изменению входного сигнала, которым является изменение сопротивления плеча ΔRX:
Чувствительность моста SM представляет собой произведение чувствительности измерителя и чувствительности мостовой схемы

Одинарные мосты применяют для измерения больших сопротивлений.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.013 сек.)

Источник



Измерительный мост постоянного тока

date image2014-01-31
views image21501

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Аналоговые приборы компенсационного типа

Для измерений различных величин находят применение изме­рительные приборы — мосты и компенсаторы, которые строятся на основе метода сравнения с мерой.

Читайте также:  Трехфазные двигатели переменного тока обороты

Мосты широко используют для измерения сопротивления, индуктивности, емкости, добротности и угла потерь. На основе мостовых схем выпускают приборы для измерения неэлектрических величин (температуры, перемещений и др.) и различные устройства автоматики. Широкое применение мостов объясняется возможностью получения высокой точности результатов измерений, высокой чувствительности и возможностью измерения различных величин.

В зависимости от характера сопротивлений плеч, образующих мост, и рода тока, питающего мост, выделяют мосты постоянного тока и мосты переменного тока. В зависимости от вида схемы (числа плеч) мосты постоянного тока бывают четырехплечие (одинарные) и шестиплечие (двойные). Мосты выпускаются с ручным и автоматическим уравновешиванием.

Для измерений напряжений и ЭДС постоянного и переменного тока применяют компенсаторы постояного и переменного тока. Они также применяются для измерения других величин при использовании измерительных преобразователей и косвенного способа измерений.

Компенсаторы дают возможность получать результаты с высокой точностью, они обладают высокой чувствительностью.

Приборостроительная промышленность выпускает компенсаторы как с ручным, так и с автоматическим уравновешиванием.

Мост постоянного тока содержит четыре резистора, соединенных в кольцевой замкнутый контур. Резисторы Rl, R2, R3 и R4 этого контура называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч — вершинами моста. Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Одна из диагоналей (3-4) содержит источник питания GB, а другая (1-2) — указатель равновесия PG.

Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов между точками 1 и 2 равна нулю, т.е. напряжение на диагонали, содержащей индикатор нуля, отсутствует и ток через индикатор равен нулю.

Рис.4.23. Схема четырехплечего (одинарного) моста постоянного тока

Соотношение между сопротивлениями плеч, при котором мост урав­новешен, называется условием равновесия моста. Это условие можно получить, используя законы Кирхгофа для расчета мостовой схемы. Например, для одинарного моста постоянного тока зависимость проте­кающего через индикатор нуля (гальванометр) PG тока IG от со­противлений плеч, сопротивления гальванометра RG и напряжения питания U имеет вид

Это и есть условие равновесия одинарного моста постоянного тока, которое можно сформулировать следующим образом: для того чтобы мост был уравновешен, произведения сопротивлений противолежащих плеч должны быть равны. Если сопротивление одного из плеч неизвест­но (например, R1 = Rx), то условие равновесия будет иметь вид

(4.39)

Таким образом, измерение при помощи одинарного моста можно рассматривать как сравнение неизвестного сопротивления Rx с образцовым сопротивлением R2 при сохранении неизменным отношения R3/R4. По этой причине плечо R2 называют плечом сравнения, плечи R3 и R4 плечами отношения.

Если в предварительно уравновешенном мосте первое плечо получает приращение ΔR1 то в диагонали моста возникает ток, который в первом приближении (при условии ΔR1 6 Ом). В широкодиапазонных одинарных мостах плечо сравнения (R2) изготавливают в виде многодекадного магазина сопротивлений. Плечи отношений (R3, R4) выполняют в виде штепсельных магазинов сопротивления, которые могут иметь значения 10, 100, 1000 и 10 000 Ом.

При измерении сопротивлений величиной менее 10 Ом на результат измерения оказывают существенное влияние сопротивление контактов и соединительных проводов. Уменьшить это влияние можно следующими способами:

1. использовать 4-х зажимное подключение измеряемого резистора в схеме одинарного (четырехплечего) моста.

2. использование двойного (шестиплечевого) моста.

Конструктивно современные мосты обычно выполняют в металлическом корпусе, на панели которого размещаются ручки магазина сопротивлений (плечо сравнения), переключатели плеч отношения, зажимы для подключения измеряемого объекта, наружного гальванометра, источника питания. Некоторые мосты выпускаются со встроенными гальванометрами.

Для измерения сопротивлений в широком диапазоне промыш­ленность выпускает одинарные и одинарно-двойные мосты. Например, одинарно-двойной мост Р3009 предназначен для измерений на постоянном токе сопротивлений от 10 -8 до 10 10 Ом. Основная допускаемая погрешность моста определяется классом точности, который для этого моста гарантируется от k = 2 до k = 0,02 в зависимости от поддиапазона измерений.

Источник