6.4. Мости високої частоти

При вимірах на частотах вище п'яти кілогерців виникає необхідність ретельного екранування мостових схем, оскільки істотно позначаються паразитні (головним чином, ємнісні) зв'язку між елементами схеми. Для схем мал. 6.4 таке екранування скрутне. Тому на високих частотах (від 5 кГц до десятків мегагерц) застосовують диференціальні мости, у яких основним елементом є диференціальний трансформатор з високим ступенем симетрії обмоток (такі трансформатори екрануються і легше, і досконаліше). Крім того, у таких мостах легко робити попереднє нульове балансування. Для цієї мети (при відключеному об'єкті вимірювань) зразкові прилади ємності і провідності (останніми в таких мостах звичайно заміняються магазини опорів) встановлюють у нульові положення і за допомогою регулювання спеціальних коригувальних ємностей і резисторів досягають врівноважування моста. Тільки після такої попередньої компенсації дії паразитних зв'язків вихідні положення зразкових приладів можна вважати кульовими і приступати до вимірювань.

Як індикатор у мостах подібного типу можна застосувати вимірювач рівня або осцилограф, але нерідко використовують і телефон, що включається через гетеродинний детектор (мал. 6.5). Перетворювач, сприймаючи струми високої частоти _, циркулюючі в плечах моста, знаходиться і під впливом напруги частоти , гетеродинного детектора, що надходить від власного генератора. На виході перетворювача в числі інших утвориться різницева частота _, яка регулюється шляхом

зміни частоти так, щоб її було гарно чутно кГц. Після підсилювача низької частоти включається телефон. Врівноважуючи міст, домагаються мінімальної голосності звуку в телефоні. При цьому напруга частоти між кінцями індикаторної діагоналі також прийде до мінімуму.

Необхідно мати на увазі, що наявне для гетеродинного детектора градуювання, при якому установлюється частота гак, щоб дорівнювало 1 кГц, у процесі експлуатації приладу розладжується. Тому при роботі треба, установивши необхідне регулювання на частоту _, налагодитись, домагаючись максимальної голосності звуку, і тільки після цього балансувати міст. З іншого боку, помилково, не звертаючи уваги на градуювання , домагатися рівності кГц у якійсь довільній крапці, тому що легко впасти в оману, одержавши, наприклад, різниця кГц, кГц і т.д.

Мал. 6.5. Схема гетеродинного детектору

Мал.6.6. Схема диференційного моста

Мал. 6.7. Схеми включення зразкових приладів і диференційний мост при виміру опору: а) індуктивного характеру («L», «+»; б) ємнісного характеру «С», «-»;

Схема диференціального моста приведена на мал. 6.6. Напівобмотки І-ІІ і ІІІ-IV виконуються строго однаковими і так, щоб при врівноважуванні моста, тобто при рівності _, вплив струмів в обмотках І і ІІ на обмотку, у яку включений індикатор, взаємно компенсувався і струм через індикатор зводився б до нуля.

Звичайно передбачаються два варіанти виміру: для опору з індуктивної складової (коли включення опорів і виробляється за схемою мал. 6.7а) і для опорів з ємнісної складової (мал. 6.76). З умови одержимо формули:

для схеми мал. 6.7а; (6.10)

для схеми мал. 6.7б; (6.11)

По подібним до схем побудований прилад МПП-300, використовуваний для виміру комплексних провідностей індуктивного і ємнісного характеру в діапазоні частот від 0,2 до 300 кГц. Похибка вимірювань цим приладом по модулі при опорах до 1000 Ом не перевищує ±(0,75%+0,5 Ом) і ±2% при опорі 1000—10 000 Ом. Похибка по куту не перевищує ±2° при опорі більш 50 Ом і ±5% при опорі 10 -60 Ом. Для компенсації впливу сполучних шнурів передбачаються компенсаційні шнури.

З (6.10) і (6.l1) для моста МПП виходять однакові для обох схем розрахункові формули в більш компактному виді:

_, (6.12)

де - у сименсах; _- у фарадах; - у герцах; - кут комплексного опору ( ); і - активний і реактивний опори, з'єднані послідовно, як і в (6.10) і (6.11).