7.4. Автоматичні мости

На даний час дуже широко застосовуються показуючі і реєст­руючі прилади, які мають схему одинарного моста і оснащені додатковими пристроями, які автоматично зрівноважують міст при будь-якій зміні опору, що під'єднаний до цього приладу. Такі прилади називаються автоматичними мостами.

Автоматичні мости тривалий час здійснювались з вико­ристанням тільки чисто механічних пристроїв для автоматизації процесу їх зрівноважування. Такі мости називали електро­механічними автоматичними мостами. На теперішній час практич­но у всіх автоматичних мостах процес їх зрівноважування виконується з використанням схем, що містять напівпровідникові елементи. Такі мости називають автоматичними електронними мостами.

Автоматичні мости застосовуються для вимірювання темпе­ратури за допомогою термометрів опору, а також як газо­аналізатори, вимірювачі рівня та в інших приладах для вимі­рювання неелектричних величин, в яких зміна вимірюваної величини перетворюється у відповідну зміну електричного опору На рис. 7.8 наведена схема, яка пояснює роботу і будову авто­матичного електронного моста.

Опір І, що потрібно вимірювати вмикається у вимірювальну схему автоматичного моста, який складається з опорів 2, З, 4 і 5. Ці елементи схеми утворюють звичайний одинарний міст, зрівно­важування якого досягається шляхом переміщення щітки на реохорду 5. Живлення моста здійснюється від промислової мережі струму через трансформатор з номінальною вторинною напругою біля 1,5 В.

Зрівноважувальний пристрій моста складається з електронного підсилювача 6, реверсивного двигуна Д, який включений на вихід підсилювача і редуктора 7. Напруга з діагоналі Моста c-d подається на вхід електронного підсилювача 6. Якщо міст Не зрівноважено, то двигун Д починає обертатися і переміщати Через редуктор 7 щітку по реохорду 5 і механічно зв'язаний з нею вказівник 8. Двигун Д, який застосовується в механічних мостах є реверсивним — напрям обертання його ротора залежить від фази Напруги на діагоналі моста, тому щітка переміщається завжди в такий бік, що розбалансування моста зменшується при цьому. При досягненні рівноваги моста двигун Д зупиняється.

В описаному пристрої кожному значенню опору, що вимі­рюється відповідає одне певне положення стрілки 8, і шкала може бути проградуйована або в значеннях опору 1, або в значеннях тієї фізичної величини, від якої залежить значення опору 1 (темпе­ратура, концентрація газу і т.д.). За необхідності вимірювальна схема моста може живитися не змінним струмом, а постійним, у цьому випадку блок підсилювача 6 доповнюється пристроєм, що перетворює постійну напругу на діагоналі моста в напругу змінного струму частоти 50 Гц. Похибки автоматичних мостів не пере­вищують 0,5% від верхньої межі вимірювань.

Контрольні завдання

1. Нарисуйте схему непрямого вимірювання опору за допомогою амперметра і вольтметра; виведіть точні формули для Rх.

2. Нарисуйте схему і виведіть формули для методу вимі­рювання опору за допомогою одного вольтметра.

3. Нарисуйте схему і виведіть умову рівноваги одинарного моста.

4. Вкажіть джерела похибок одинарного моста.

5. Нарисуйте схему моста з реохордом.

6. Опишіть призначення мостів змінного струму.

7. Нарисуйте схему автоматичного моста.

8. Опишіть принцип роботи автоматичного моста.