Метод сравнения

Сопротивление можно измерить на измерительных мостах. Принципиальная схема одинарного моста, на котором измеряют от единиц до миллионов Ом, показана на рисунке 5. Сопротивления ,, — плечи моста. Условием равновесия моста является равенство произведений; сопротивлений противолежащих плеч.

Рисунок 5. Измерение мостом типа МКМВ постоянного тока.

Из условия равновесия следует, что

По установившейся терминологии плечо называют плечом сравнения, а плечи и – плечами отношения. В зависимости от конструктивного оформления плеча сравнения и плеч отношения меняются конструкция и технические данные измерительного моста. Пределы измерения одинарного моста определяются параметрами его плеча сравнения и плеч отношения соответственно следующим выражениям:

и

Нижний предел измерения ограничивается погрешностью, вносимой соединительными проводами и сопротивлением контактов. Как правило, на одинарных мостах измеряют . Верхний предел измерения может быть лимитирован недостаточной чувствительностью моста. Обычно этот предел не превышает .

Сопротивления, меньшие 1 Ом, измеряют двойным мостом. В схеме моста R₁ = R₃ – регулируемые сопротивления, a R₂=R₄ -–постоянные сопротивления, не менее 10 Ом каждое. Как образцовое R₀, так и измеряемое сопротивления обязательно должны быть четырехзажимными (2 токовых и 2 потенциальных зажима). Измерения на двойном мосте нужно обязательно делать при двух направлениях тока. Для этого в схеме предусмотрен переключатель П направления тока.

Числовое значение измеряемого сопротивления определяют из условия равновесия двойного моста:

Пределы измерения двойного моста определяются значением образцового сопротивления R₀ – плеча сравнения и значениями сопротивлений R₁, R₂, R₃, R₄ — плеч отношения. На двойных мостах измеряют сопротивления от единиц до 10^-6 Ом.

Большое распространение в настоящее время получили комбинированные мосты постоянного тока, рассчитанные на работу как по схеме одинарного, так и по схеме двойного моста. На рисунке 6 – внешний вид комбинированного моста Р329.

Мост Р329 представляет собой комбинированный лабораторный одинарно – двойной мост с блоком образцовых сопротивлений, который может быть полностью отделен от моста.

В качестве источников питания мостов постоянного тока используют обычно аккумуляторные батареи емкостью 40 – 100 А∙ч напряжением 2 – 4 В. Гальванометры желательно брать с большой чувствительностью по на­пряжению S_u = 0,3 – 0,9 мм/мкВ и чувствительностью по току порядка

S =100 – 600 мм/мкА. Критическое сопротивление гальванометра должно быть того же порядка, что и сопротивление самого моста. Наиболее подходящими следует считать = 500 – 2500 Ом.

Рисунок 6. Внешний вид верхней панели комбинированного моста

Измерение одинарным мостом.

Прежде чем приступить к измерению заданных сопротивлений, нужно выбрать соответственно ориентировочному значению напряжение источника питания. Рекомендации к выбору напряжения питания в зависимости от значения измеряемого сопротивления завод - изготовитель обычно помещает на крышке моста. Если источником питания служит батарея сухих элементов, как правило, размещаемая внутри корпуса моста, надобность в выборе напряжения питания отпадает. Аналогично обстоит дело и с гальванометром. В большинстве современных измерительных мостов применяют встроенные гальванометры, и надобность в их выборе отпадает.

Подключив к соответствующим зажимам моста (на крышке моста нанесены все необходимые обозначения и надписи) источник питания и измеряемое сопротивление, нужно выбрать оптимальное отношение плеч. Оптимальным отношением плеч считают такое, при котором для уравновешивания моста нужно использовать все декады плеча сравнения . При этом числовое значение измеряемого сопротивления будет отсчитано с наибольшим количеством достоверных знаков. Подсчитав требуемое значение (соответственно ориентировочному значению ) отношения плеч, устанавливают его на мосте и проверяют возможность уравновешивания последнего. Для этого при кратковременном включении (нажав кнопку Г) гальванометра проверяют, в какую сторону от нуля отклоняется его указатель при минимальном и максимальном значениях сопротивления плеча сравнения. Если указатель гальванометра отклоняется при этом в противоположные стороны, значит, мост можно уравновесить. В противном случае (указатель при разных сопротивлениях плеча отклоняется в одну сторону) мост уравновесить нельзя и надо переходить на другое отношение плеч. Обычно одной двух прикидок бывает достаточно, чтобы измерить с наибольшей возможной в данном случае точностью. Измерив, таким образом, каждое из заданных руководителем сопротивлений, результаты записывают в таблицу 1.

Таблица 2

№ опыта по порядку	Измерение сопротивления						Примечания
	Первое сопротивление ____________________ (номинальные параметры)			Второе сопротивление ___________________ (номинальные параметры)
	r3/r1	r2	rx1	r3/r1	r2	rx2
1
2
3