8.1 Приборы сравнения

Приборы сравнения (основаны на использовании методов сравнения):

● измерительные мосты;

● компенсаторы напряжения.

Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.

Принцип работы – измеряемое сопротивление сравнивается с известными сопротивлениями.

По способу измерения: ● уравновешенные I_ид = 0;

● неуравновешенные I_ид = f (R);

Компенсаторы напряжения – приборы сравнения, в которых измеряемая ЭДС или напряжение сравниваются с известным напряжением, создаваемым током от внешнего источника на компенсационном сопротивлении.

2. Уравновешенные мосты постоянного тока

Применение: для измерения омических сопротивлений.

Условие равновесия

R₁, R₂, R₃, R₄ – плечи моста;

ab – диагональ питания;

сd – измерительная диагональ;

измерительный прибор – высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр (служит индикатором нуля).

Ток в измерительной диагонали моста:

I_Г = 0 при – условие равновесия.

В основе работы – метод уравновешивания (устанавливается I_Г = 0).

Свойства:

+ высокий класс точности; высокая чувствительность;

+ широкий диапазон измерения (от 10^-6 до 10⁸ Ом);

Одинарный мост постоянного тока

– для измерения сопротивлений более 1 Ом.

R_изм включается в одно из плеч моста (например R₁).

R₂ (плечо сравнения) – плавно регулируемое;

R₃ и R₄ (плечи отношения) – регулируются ступенчато (кратно 10).

О граничение пределов измерения:

• верхний предел – влияние сопротивления изоляции и чувствительности гальванометра;

• нижний предел – влияние сопротивлений проводников и контактов.

Для уменьшения их влияния – четырехзажимное подключение R_изм.

Двойной мост постоянного тока

– для измерения сопротивлений менее1 Ом.

;

– медная шина;

R₀ – образцовое.

Измеряемое сопротивление .

А втоматические мосты

И – инвертор напряжения

У – усилитель

РД – реверсивный двигатель

Применение: для измерения неэлектрических величин.

2. Неуравновешенные мосты постоянного тока

В основе работы – дифференциальный метод.

R_изм включается в одно из плеч моста (например R₁).

R₂ , R₃ и R₄ – известные нерегулируемые сопротивления.

П оказание измерительного прибора:

Применение: измерение неэлектрических величин (температуры, перемещения, давления, деформации и др.)

П ример:

Измерение

температуры R_t – терморезистор

α_t – температурный коэффициент сопротивления;

ΔT – изменение температуры.

2. Измерительные мосты переменного тока

Назначение: для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности.

Условия равновесия

I_ни = 0 при .

1)

2)

3)

Свойства: – малый класс точности, плохая сходимость.

Мостовые схемы для измерения параметров катушек индуктивности

; ;

Добротность катушки

.

Для катушек индуктивности с большой добротностью (Q > 1):

;

; .

Мостовые схемы для измерения параметров конденсаторов

• для конденсаторов с малыми потерями

;

;

Угол диэлектрических потерь:

.

• для конденсаторов с большими потерями

;

;

• для кабелей высокого напряжения

;

;

.

Лекция 9 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ