34. Цифровые методы измерения полных сопротивлений с преобразованием в напряжение

35. Мостовые методы измерения параметров компонентов цепей. Четырехплечие измерительные мосты для измерения r,l,c.

Для измерения параметров элементов электрических цепей методом сравнения широко применяют мосты. Сравнение измеряемой величины (сопротивления, индуктивности, емкости) с образцовой мерой при помощи моста в процессе измерения может осуществляться вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе. Мостовые схемы обладают весьма высокой чувствительностью, большой точностью, широким диапазоном измеряемых значений параметров элементов. На основе мостовых методов строятся средства измерения, предназначенные как для измерения какой-либо одной величины, так и универсальные аналоговые и цифровые приборы.

Существует несколько разновидностей мостовых схем измерения параметров R,L,C на переменном токе: четырехплечие, шестиплечие (двойные), уравновешенные, неуравновешенные и процентные. Управление этими мостами может быть как ручным, так и автоматическим. Наиболее распространены схемы четырехплечих уравновешенных мостов.

Схема

Сопротивления четырехплечевого моста в общем случае носят комплексный характер:Z̊1=Z1exp(jφ1) и т.д., где Z1,Z2,Z3,Z4 – модули комплексных сопротивлений, а φ1-4 – их соответствующие фазы.

Условия равновесия четырехплечного моста определяются равенствами: Z1Z4=Z2Z3 и φ1+φ4=φ2+φ3

Для выполнения этих условий необходимо наличие в плечах моста элементов с регулируемыми параметрами. Для обеспечения условий равенства амплитуд наиболее удобно применять эталонное регулируемое активное сопротивление. В качестве элемента, обеспечивающее условие равновесия фаз, используется эталонный конденсатор емкостью С0 с малыми потерями.

Схема четырехплечевого уравновешенного моста постоянного тока для измерений активных сопротивлений.

Электронный или цифровой нуль-индикатор (НИ) включается в диагональ моста, ток в которой в момент измерения должен быть установлен равным нулю. Согласно условию, что Z1Z4=Z2Z3 для равновесия моста необходимо, чтобы выполнялось равенство RxR4=R2R3, откуда можно выразить Rx.

Для достижения равновесия четырехплечного моста с активным сопротивлением достаточно иметь один регулируемы параметр (например, сопротивление резистора R4) как показано на рисунке. Пределы измеряемых сопротивлений для подобных мостов составляют от 10^-2 до 10^7 Ом. Погрешности измерения – от сотых долей процента до нескольких процентов в зависимости от диапазона измерения.

Наименьшие погрешности лежат в диапазоне измерений от 100 Ом до 100 кОм. При малых измеряемых сопротивлениях резисторов вклад в погрешность измерения вносят сопротивления отдельных соединительных проводов, при больших - сопротивления утечек.

Вторая схема может быть цифровой. Для этого регулируемый резистор изготавливают в виде набора ряда сопротивлений, выполненных в соответствии с двоично-десятичным кодом. Сопротивления поочередно включают в плечо измерительного моста до тех пор, пока схема не уравновесится. Положение ключей характеризует собой код измеряемой величины, поступающей затем на цифровое отсчетное устройство.