3.2 Вимірювання опорів за допомогою одинарних мостів постійного струму

Для підвищення точності вимірювання застосовують одинарні мости постійного струму (рис. 6).

Рис. 6.

Міст складається з двох вимірювальних перетворювачів опорів у напругу (Rx→Ux, Rn→UN), ввімкнених паралельно під одну напругу джерела Е. Вихідні U_x та un і вхідні R_x та Rn величини вимірювальних перетворювачів пов'язані залеж­ностями:

(3) (4)

Змінюючи значення опору RN міст врівноважують, тоб­то домагаються рівності напруг:

U_X=U_N. (5)

Компаратор призначений для індикації рівності вихід­них напруг вимірювальних перетворювачів, тобто U_X=U_N.. Залежність між вимірюваним опором R_x та іншими пара­метрами моста отримуємо з умови врівноваженості моста (6):

(6)

Виконавши нескладні перетворення, дістанемо

. (7)

Резистори Rl та R2 моста називаються плечима відно­шення, а резистори R_x і R_N — плечима порівняння. Відно­шення опорів R1/R2 вибирають кратним .

Опір Rn виготовляється у вигляді кількох декад, і кожна з декад може змінюватися ступенями відповідно до десяткової системи числення. Опори в декадах оцифровані і тому після врівноваження моста результат вимірювання отримують безпосередньо. Діапазон вимірювання опорів за допомогою моста обмежений зверху впливом опору ізоляції, а зни­зу — впливом на результат вимірювання опорами кон­тактів і з'єднувальних проводів.

3.3 Вимірювання опорів методом заміщення

Суть методу вимірювання опорів методом заміщення полягає в тому, що невідомий опір R_x за допомогою моста порівнюється зі зразковим опором Rn, значення якого відо­мо з великою точністю (наприклад, магазин опорів високо­го класу точності). Вимірювання складається з двох етапів. На першому етапі у схему моста вмикається невідомий опір R_x і міст врівноважується. На другому етапі замість R_x вмикається опір і міст знову врівноважується, але тепер зміною опору RN. Якщо чинники, що впливають на резуль­тат і точність вимірювання (температура, опір з'єднуваль­них проводів, термоерс у контактах тощо), істотно не змінилися від першого врівноваження до другого, то вимірюваний опір R_x дорівнює опорові заміщення Rn.

R_X=R_N. (8)

Вимірювання опору R_x вико­нують також за допомогою компенсатора у такій послідовності. Опір R_x і зразковий опір R_N з'єд­нуються послідовно і вмикаються під постійну напругу (рис. 7). Компенсатором вимірюють на­пруги U_x і un на послідовно з'єднаних опорах R_x і R_N.. Тоді:

U_X=ІR_X; Un=Іr_n.

Рис. 7

Якщо струм за час вимірювання змінився на незначну величину, то

Таким чином, результат вимірювання опору за допомо­гою компенсатора не залежить від значення струмів у колі вимірюваного опору і колі компенсатора, тому точне зна­чення струму компенсатора не потрібно встановлювати за допомогою нормального елемента, достатньо лише, щоб значення струму були стабільними, тобто істотно не змінювалися за час вимірювання.

Ще однією важливою перевагою компенсаційного мето­ду вимірювання є майже повна відсутність впливу з'єдну­вальних провідників на результат вимірювання, оскільки опори з'єднувальних провідників впливають на значення струму, від якого результат вимірювання не залежить.

На результат вимірювання впливають паразитні ЕРС, спричинені контактною різницею потенціалів, градієнтом температур уздовж кола тощо. Щоб усунути вплив цих ЕРС, цикл вимірювань напруг на резисторах повторюють, зміню­ючи одночасно напрям робочого струму і струму компенса­тора, і результати вимірювань визначають як середнє ариф­метичне показів компенсатора при різних напрямах струмів.