7.12. Схема четырехплечего измерительного моста

Процесс измерения с помощью мостовых схем основан на соблюдении определенного соотношения между сопротивлениями плеч, называемого условием равновесия или баланса, которое характеризуется отсутствием напряжения и тока в диагонали индикатора между точками В и D при наличии напряжения питания в точках А-С.

Если представить комплексные сопротивления Z_i в показательной форме Z_i = | Z_i | e ^jφi, где | Z_i | – модули полных сопротивлений плеч, а φ_i – фазовые сдвиги между током и напряжением в соответствующих плечах, то уравнение баланса четырехплечих мостов переменного тока примет вид:

| Z1 | · | Z3 | · e j( φ1 + φ3 ) = | Z2 | · | Z4 | · e j( φ2 + φ4 ).

Для соблюдения этого равенства требуется, чтобы

| Z1 | | Z3 | = | Z2 | | Z4 |; φ1 + φ3 = φ2 + φ4,

7.1

т.е. произведение модулей сопротивлений и сумма величин фазовых сдвигов противоположных плеч были равны.

Если мост включен в сеть постоянного тока, то выполняется только первое соотношение формулы 7.1.

Погрешность измерений моста переменного тока определяется погрешностями значений элементов образующих мост, переходных сопротивлений контактов, чувствительностью схемы и индикатора. Уравновешенные мосты переменного тока обеспечивают погрешность измерения от 0,5 до 5 %.

7.4.2. Косвенные методы измерения параметров

В сетях постоянного тока и 50 Гц широко распространены методы косвенного измерения параметров цепи. Для чего можно использовать стрелочные измерительные приборы.

В сети постоянного тока сопротивление можно измерять методом амперметра и вольтметра, методом ваттметра– амперметра, методом ваттметра – вольтметра.

В сети 50 Гц все элементы могут содержать различные параметры, поэтому для измерения любого параметра необходимо включать три прибора: вольтметр, амперметр и фазометр. В некоторых случаях вместо фазометра включается ваттметр.

Контрольные вопросы к теме

1. Сигналы гармонические и негармонические их характеристики: амплитуда, фаза, частота, скважность.

2. Осциллограф, его структурная схема, виды разверток.

3.Использование осциллографа для измерения амплитуды, временных сдвигов, частоты, фазы, сдвига фаз.

4. Измерение частоты резонансным и гетеродинным методами.

5. Измерение параметров цепи мостовым методом и косвенными методами.

Тема 8. Методы, средства и автоматизация измерений

§8.1. Принципы автоматизации измерений

Частичная и полная автоматизация измерений

При автоматизации измерений используются следующие основные принципы:

• частичная автоматизация;

• полная автоматизация.

При частичной автоматизации решаются следующие задачи:

• автоматический выбор диапазона измерений

• выполнение в устройствах простейших математических операций

• возможность вывода информации на периферийные внешние устройства

• запоминание и хранение массивов получаемой информации

• автоматическая компенсация влияний дестабилизирующих факторов.

Все из перечисленных позиций используются при создании измерительных средств, выполняющих свои функции автономно.

Полная автоматизация. Предполагает автоматизацию систем с помощью стандартных интерфейсов. При полной автоматизации измерений используются 2 основных подхода.

• реализация блочно-модульных гибких информационно-измерительных систем. В этом случае конфигурация системы определяется набором стандартных модулей, размещаемых в крейтах и стойках.

• создание систем на основе автономных измерительных приборов, снабженных специальными интерфейсными функциями (логическими схемами или программными модулями), обеспечивающими их включение в систему. При этом эти приборы или устройства могут выполнять свои функции и вне системы.

При той и другой автоматизации необходимо преобразовывать неэлектрические величины, в электрические.