17. Мосты и их характеристики.

Измерительные мосты.

Строятся на основе метода сравнения с мерой.

Для измерения R,C,L, θ, а также для измерения других физических величин, которые могут быть определены с их использованием.

Мостовые схемы характеризуются высокой чувствительностью и высокой точностью.

Подразделяются на:

1. мосты постоянного тока

2. мосты переменного тока

3. с ручным уравновешиванием

4. с автоматическим уравновешиванием

а,б – диагональ питания

в,г – измерительная диагональ

В измерительной диагонали используются либо нуль-индикаторы, либо средства измерения тока.

z₁,z₂,z₃,z₄– плечи моста

Ток в измерительной диагонали

Условие равновесия мостовой схемы: I₀=0, при этомZ₁Z₄=Z₂Z₃.

Произведение сопротивлений противоположных плеч моста равны между собой.

Мост постоянного тока: R₁R₄=R₂R₃

Мост переменного тока:

Сходимость моста– достижение состояния равновесия определенным (конечным) числом поочередных переходов от регулировки одного параметра к другому.

Мосты работающие в уравновешенном режиме, или в неуравновешенном.

Вуравновеш. мосте –Z₀- НИ МЭГ -

НИ – Нуль-индикатор

МЭГ – магнитоэлектрический гальванометр

Внеуравновеш. мостеZ₀-

В первом случае результат определяется из условия равновесия по значению плеч моста, а во втором результат измерения определяется показаниями амперметра или вольтметра.

Чувствительность мостов

Чувствительность по напряжению.

Ограничением на увеличение напряжения питания с целью увеличения чувствительности являются ограничения по рассеиваемой мощности в плечах моста.

Для переменного тока.

Мост должен быть симметричным: Z₁=Z₂,Z₃=Z₄, а угол сдвига фаз моста равен π.

Из-за наличия потерь в плечах моста выполняется лишь условное равенство θ≈±π.

18. Мосты для измерения сопротивления на постоянном токе.

Существуют одинарные и двойные мосты.

Одинарные мосты – используются для измерения средних значений сопротивлений

10-10⁶Ом – 2-х зажимная схема подключения измеряемого сопротивления.

10^-3-10⁶Ом - 4-х зажимная схема включения

Структура мостовой схемы.

R₁=R_x

R_x=R₂*R₃/R₄

2-ч зажимная схема включения.

Значенияr_kiиr_л определяют нижнюю границу диапазона измерений сопротивлений.

При измерении больших сопротивлений появляется сопротивление изоляции и др. и появляется ток утечки. Поэтому сопротивления МОм соизмеримы с сопротивлением изоляции.

4-х зажимная схема включения.

r_лi - сопротивление проводов

1,2,3,4 – зажимы для подключения измеряемого сопротивления.

А,В – подключение соединительных проводов.

При 2-х зажимной схеме включения Aсоединяется с 1 (r_л1) и В соед. с 4 (r_л4)

Точки 1,2,3,4 – м/д собой соединены.

В этом случае измеряемое R_xи включ. сопротивления линииr_л1иr_л4(R_x+r_л1+r_л4)R₄=R₂R₃

При 4-х зажимной схеме.

А подключается к 1 ч/з r_л1 В подключается к 3 ч/зr_л3

к 2 ч/з r_л2 к 4 ч/зr_л4

Связи между 1,2 и 3,4 нет. Используются все 4 точки.

r_л1,r_л2,r_л3,r_л4=>R_x*R₄=(R₂+r_л4)(R₃+r_л2) ;r_л1 иr_л3не влияют на качество результата.

Поскольку R₂>>r_л4­ иR₃>>r_л2то можно утверждать, что эти сопротивления не влияют на качество результата. Это позволяет расширить диапазон измерений.

В двойных мостах : 10^-8– 10¹⁰Ом

Мостовые схемы нормируются по относительной погрешности и по формуле δ= ±pи по формуле δ= ±с/d