2. Вимірювальні мости змінного струму

Мости змінного струму призначені для вимірювання комплекс­них опорів.

Найпростішими та найрозповсюдженішими є мости змінного струму.

Рис. 10.4. Міст змінного струму, що складається з трьох змінних \

Міст змінного струму складають з трьох змінних комплексних опорів і вимірюваного опору (рис.10.4).

Міст живиться від джерела змінного струму промислової частоти, або всередині приладу встановлюють генератор промислового струму частотою 1...10 кГц. У вимірювальну діагональ можна включити вібраційний гальванометр, електронний прилад, магнітоелектричний гальванометр, призначений для роботи в колі змінного струму, параметри якого узгоджуються з елементами моста.

У момент балансу моста необхідно виконати умову:

(10.10)

Виражаючи комплексні опори як отримаємо умову рівноваги моста в показниковій формі:

(10.11)

Два комплексних числа рівні, якщо в них рівні модулі та аргументи, тобто:

та (10.12,10.13)

є умова балансу мостів змінного струму.

Якщо перша рівність визначає необхідне співвідношення модулів, то друга – співвідношення фазових зсувів і показує також якого характеру повинні бути елементи окремих плечей (ємнісного, індуктивного або чисто активного).

Позначаючи Z_іR_i+jХ_i, та підставляючи ці значення в формулу (10.10), після розділення дійсних та уявних складових отримують умову рівноваги у вигляді двох рівнянь:

(10.14)

(10.15)

Якщо невідомим є, наприклад, опір то його складові R_X і Х_Х можна визначити через відомі активні та реактивні опори плечей моста:

(10.16)

У загальному випадку для зрівноваження моста змінного струму необхідно змінювати почергово значення двох параметрів, що регулюються.

У реальних конструкціях бажано мати таке співвідношення параметрів плечей моста, щоб складові вимірюваного опору могли бути визначені незалежно одна від одної через відомі значення регульованих елементів плечей моста, які в цьому випадку можна проградуювати в значеннях відповідних складових вимірюваної величини. Такі мости називають мостами з розділеним або незалежним відліком.

Умови рівноваги мостів струму можуть бути залежними або незалежними від частоти напруги живлення. Мости, в яких умова рівноваги не залежить від частоти, називають частотно-незалежними. Останні використовуються також і для вимірювання частоти.

У відповідності з умовами, рівновага в схемах мостів змінного струму для вимірювання ємності та кута втрат конденсаторів, індуктивності і добротності котушок передбачено різні варіанти вмикання в плечі моста вимірювальних елементів та зразкових мір опору, ємності чи індуктивності.

Запитання

1. У чому заключається суть мостового методу вимірювань?

2. Наведіть схему і вкажіть основні особливості одинарних мостів постійного струму.

3. Яка умова рівноваги одинарного моста?

4. 14.4. Як визначається невідомий опір у схемі одинарного моста?

5. Які плечі одинарної мостової схеми називають плечами порівняння?

6. Що обмежує нижню границю вимірювання для одинарних мостів за двозатискною схемою вмикання вимірювального опору?

7. Якими способами досягаються зменшення струмів витікання і можливість розширення верхньої границі вимірювання в одинарних мостах?

8. Наведіть схему і вкажіть основні особливості подвійних мостів постійного струму.

9. Як визначається невідомий опір у схемі подвійного моста?

10. Як нормується граничне допустиме значення основної похибки вимірювання мостів постійного струму?

11. Наведіть схему і вкажіть основні особливості вимірювальних мостів змінного струму.

12. Яка умова балансу мостів змінного струму?

13. Які параметри необхідно змінювати для зрівноваження мостів змінного струму?

14. Які мости змінного струму називаються частотно-незалежними?

15. Які параметри електричних ланцюгів вимірюються за допомогою мостів змінного струму?

Лекція 11. Загальні положеннч повірки (калібрування) приладів прямої дії

План