3. Цифровые измерительные преобразователи. Мосты постоянного или переменного тока.

Измерительные преобразователи как средства измерений. Преобразователь - техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики. Различают: первичные Преобразователи - первые в измерительной цепи, к которым подведена измеряемая величина; промежуточные; передающие; масштабные. Конструктивно обособленные преобразователи называют также датчиком.

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

Разделяются на: ▪ уравновешенные I_ид = 0;

▪ неуравновешенные I_ид = f(R);

Уравновешенные мосты постоянного тока

Применяют для измерения омических сопротивлений.

Условие равновесия

R₁, R₂, R₃, R₄ – плечи моста;

ab – диагональ питания;

сd – измерительная диагональ;

Ток в измерительной диагонали моста:

I_Г = 0 при – условие равновесия.

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

Свойства:

• высокий класс точности;

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

• высокая чувствительность.

Относительная чувствительность моста

Одинарный мост постоянного тока

Используют 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).

Ограничение пределов измерения:

• верхний предел – влиянием R_{изоляции} и S_Г ;

• нижний предел – влиянием R_{контактов} и R_{проводников}.

Для уменьшения их влияния – четырехзажимное подключение R_изм.

Двойной мост постоянного тока

Используют для измерения сопротивлений менее1 Ом.

;

– медная шина;

R₀ – образцовое.

Измеряемое сопротивление .

Измерительные мосты переменного тока

Применяются для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности.

У словия равновесия

I_ни = 0 при .

1)

2)

3)

Свойства:

• малый класс точности, плохая сходимость.

4. Метод дискретного счета с мостами переменного тока

В момент времени t\ единичный импульс Ui с выхода триггера открывает схему совпадения и счетчик начинает счет тактовых импульсов генератора, следующих с некоторой частотой/.

В момент t2, когда сравниваются эти напряжения, на выходе устройства сравнения возникает импульс С/УС, переключающий триггер в исходное состояние, при котором задним фронтом его импульса С/т закрывается схема совпадения, и счетчик прекращает счет тактовых импульсов (рис.

Метод дискретного счета, использующий мосты переменного тока, широко применяется при создании цифровых измерителей емкостей и сопротивлений.