Измерение сопротивления при помощи мостовых схем. Мостовой метод измерения сопротивления
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МОСТОВЫМ МЕТОДОМ
Стр 1 из 11Следующая ⇒
Цель работы. Изучить мостовой метод измерения сопротивлений. Определить удельное сопротивление нихромовой проволоки
Оборудование. Мост постоянного тока Р 333, микрометр, стальная линейка, образцы нихромовой проволоки, соединительные провода.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
 |
Величина тока, протекающего через гальванометр, зависит от величин указанных четырех сопротивлений Rx, Rm, R1 и R2. Подбирая значение Rmи отношение R1/R2, можно ток, текущий через гальванометр, сделать равным 0. В этом случае говорят о балансе или равновесии моста. При балансе моста разность потенциалов между точками B и D равна нулю, в силу чего
UAB = UAD , UBC = UDC.(1)
Но UAB = I1RX , UAD = I2Rm,
UBC = I1R1 , UDC = I2R2, (2)
где I1 – ток, текущий в ветвях AB и BC, I2 – ток, текущий в ветвях AD и DC. Поэтому из (1) и (2) следует, что
. (3)
Приведенная формула (3) позволяет определить величину измеряемого сопротивления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
 |
В корпусе прибора смонтированы три плеча моста Rm, R1, R2и гальванометр G. Четвертым плечом моста является измеряемое сопротивление Rx. Измерения сводятся к балансировке моста, т. е. к подбору сопротивлений Rm, R1, R2, при которых ток гальванометра равен нулю. В этом случае Rxопределяется формулой (3). Отношение сопротивлений R1/R2задается ступенчатым переключателем П0 (см. рис. 4). А величина Rmзадается переключателями П1-П4 четырехдекадного магазина сопротивлений. Питание моста производится источником постоянного тока, в качестве которого можно использовать, например, батарею аккумуляторов.
Мостом Р 333 предусмотрены две схемы включения сопротивления Rx. Одна из них двухпроводная (двухзажимная) предназначена для измерения больших сопротивлений (10 – 106 Ом). Другая схема – четырехпроводная (четырехзажимная) предназначена для измерения малых сопротивлений (10-2 – 10 Ом). Указанные схемы представлены на рис. 3 и 4.
В двухзажимной схеме включения (рис. 3) резистор Rx подключается к клеммам 2 и 3. Клеммы 1 и 2, 3 и 4 соединяются накоротко. Полученная при измерении по этой схеме величина сопротивления Rxбудет включать в себя и сопротивление подводящих проводов.
При малом сопротивлении Rx(10-2 – 10 Ом) сопротивление подводящих проводов может оказаться соизмеримым с измеряемым сопротивлением. Чтобы существенно уменьшить влияние сопротивления подводящих проводов, используют четырехзажимную схему (рис. 4).
 |
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Основной частью установки является мост постоянного тока Р 333, передняя панель которого представлена на рис. 2. Питание моста осуществляется от внешнего источника (батареи аккумуляторов), подсоединяемого к клеммам "Б". В двухзажимной схеме (рис. 3) измеряемое сопротивление Rxподключается к клеммам 2 и 3. Клеммы 1 и 2, 3 и 4 соединяются накоротко. Это осуществляется двумя короткими проводниками или тумблером, смонтированным под перемычкой.
Процесс измерения начинается с нажатия кнопки "ВКЛ.Г."(включение гальванометра), которая затем фиксируется. При этом переключатели П1-П4 находятся в произвольных положениях (кроме нулевых). Изменяя положение переключателя П0, добиваются минимального отклонения стрелки гальванометра. Далее нажимают и фиксируют вторую кнопку "ГРУБО". После этого с помощью переключателей П1-П4 добиваются баланса моста. Далее нажимают кнопку "ТОЧНО" и добиваются окончательной балансировки моста. После чего полученный результат измерений записывают в журнал наблюдений.
Следует помнить, что наиболее точные результаты достигаются тогда, когда отсчет производится с участием всех 4-х декад моста (переключателями П1 – П4). Если первая декада дает нулевой отсчет, необходимо изменить положение переключателя П0, повернув его в направлении стрелки часов. Измеряемая величина Rxопределяется формулой (3)
Rx = Rm n, (где n = R1/R2).
Величина nопределяется положением переключателя П0.
ЗАДАНИЕ 1. Измерение сопротивления резисторов по двухзажимной схеме.
1. К зажимам 2 и 3 подключить исследуемый резистор Rx и произвести балансировку моста. Полученные результаты занести в таблицу. Измерения повторить не менее 5 раз. Перед каждым новым измерением изменять полярность ЭДС источника.
2. Аналогичные измерения произвести с другими резисторами.
3. Полученные результаты сравнить с паспортными данными резисторов.
ЗАДАНИЕ 2. Измерение сопротивлений по четырехзажимной схеме.
1. Убрать перемычки, соединяющие зажимы 1 и 2, 3 и 4.
2. С помощью четырех проводов подсоединить один из резисторов, имеющий минимальное сопротивление, к зажимам 1 и 2, 3 и 4 и произвести балансировку моста по методике, описанной выше. Рассчитать величину Rx. Измерения повторить не менее 5 раз. Оценить ошибку измерений. Полученный результат сравнить с результатом, полученным ранее при использовании двухзажимной схемы.
ЗАДАНИЕ 3. Определение удельного сопротивления нихромовой проволоки.
1. Измерить сопротивление нихромовой проволоки, смонтированной на деревянной подставке, используя четырехзажимную схему включения моста. Оценить ошибку измерения.
2. С помощью стальной линейки измерить длину проволоки L и оценить ошибку измерения.
3. С помощью микрометра определить диаметр проволоки d. Оценить ошибку измерений. Определить площадь поперечного сечения проволоки по формуле
S =(p/4) d 2.
4. Подсчитать величину удельного сопротивления нихромовой проволоки, используя формулу
Оценить ошибку полученного результата. Результаты измерений сравнить с табличными данными.
6. Аналогичные измерения провести с другим образцом проволоки.
7. Сравнить полученные результаты между собой и табличными данными.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Изобразите схему простейшего моста постоянного тока.
2. Произведите вывод формулы для расчета сопротивления Rx
3. Выясните, при каких условиях при измерении сопротивления следует использовать четырехзажимную схему включения.
4. Выясните, какая из измеренных Вами величин Rx, L и d вносит наибольший вклад в ошибку величины удельного сопротивления.
РЕКОМЕДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Лабораторные занятия по физике / Под ред. Л.Л.Гольдина. – М.: Наука, 1983.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. – М.: Наука, 1977.
Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Электричество и магнетизм. – М.: Просвещение, 1980.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12
Читайте также:
lektsia.com
Мостовые методы измерения сопротивлений — КиберПедия
Мостовые средства измерения сопротивлений широко применяются в теплоэнергетических установках. На рис.5,а показана простейшая схема четырехплечего моста. Мост состоит из четырех резисторов, источника питания и измерительного прибора. Точки а и b образуют диагональ питания, а точки с и d – измерительную диагональ. Точки а, b, c, d называются вершинами моста. Резисторы между двумя соседними вершинами – R1, R2, RM, RX образуют плечи моста, RX – резистор, сопротивление которого нужно измерить. Плечи, не имеющие общих вершин называются противолежащими (резисторы R1 и RM, R2 и RX). Плечи, имеющие общую вершину, называются смежными (резисторы R1 и RX, RM и RX, R1 и R2, R2 и RM. Плечи моста могут состоять из нескольких резисторов, резисторы могут быть включены также в диагонали. Плечи моста могут быть образованы не только активными сопротивлениями, но и индуктивными, емкостными, а также их сочетаниями.
Рис. 5. Схемы уравновешенного (а) и неуравновешенного (б) мостов
|
Мостовые схемы подразделяются на уравновешенные (рис.13,а) и неуравновешенные (рис.5,б). Состояние моста, при котором напряжение между точками с и d равна нулю, называют равновесным, а мост в таком состоянии называется уравновешенным. Для уравновешивания моста при измерениях RX используется переменное сопротивление известной величины, например, магазин сопротивлений RM. Очевидно, что при равновесии моста RXI1 = R1I2 и RМI1 = R2I2. Разделив эти равенства, получим
RX /RM = R1 /R2 или RX R2 = R1 Rм, т.е. условием равновесия моста является равенство произведений сопротивлений противолежащих плеч моста. Из уравнения следует, что
Плечи R1 и R2 называются плечами соотношения, так как они определяют масштаб уравновешивающего сопротивления магазина.
Из полученного уравнения видно, что результат измерения не зависит от напряжения источника питания. Измерительный прибор выполняет только функции нуль-индикатора (НИ), фиксирующего отклонение напряжения измерительной диагонали от нулевого значения.
В неуравновешенных мостах напряжение измерительной диагонали изменяется с изменением измеряемого сопротивления, и плечи моста не содержат уравновешивающих элементов. Сопротивление плеч моста выбирается так, чтобы при температуре 0°С мост находился в равновесии. В этом случае указательная стрелка милливольтметра будет находиться на нулевом делении шкалы. При увеличении температуры сопротивление терморезистора RX возрастает и между вершинами c и d появляется положительное напряжение разбаланса. Питание моста осуществляется от генератора стабильного тока (ГСТ), который обеспечивает постоянство тока в цепи питания вне зависимости от сопротивления его нагрузки. Применение генератора стабильного тока для питания моста обеспечивает линейную зависимость напряжения в измерительной диагонали от величины изменения RX.
В схеме моста на рис.5 не учтены сопротивления двух соединительных проводов, с помощью которых термометр сопротивления подключается к схеме моста. Обозначим сопротивление каждого из проводов через RЛ (рис.6,а), сопротивление терморезистора – RT. Тогда при равновесии моста будет выполнятся условие (RT + 2RЛ)R2 = R1 Rм. Из уравнения следует
Рис. 6. Подключение термометра сопротивления по двухпроводной (а) и трехпроводной (б) схемам
|
Длина соединительных проводов может изменяться в широких пределах, поэтому для стабилизации характеристик моста сопротивление RЛ увеличивают с помощью добавочного сопротивления до стандартного значения (обычно 2,5 Ом). Для этой цели в схеме моста имеются специальные подгоночные катушки. Но даже в этом случае сопротивление соединительных проводов будет меняться при изменении температуры окружающей среды. Очевидно, что на изменение RЛ ( при неизменном RT) мост будет реагировать как на изменение RT. В результате возникнет дополнительная погрешность. Для снижения этой погрешности используют трехпроводную схему подключения термометра сопротивления (рис.6,а). В этой схеме источник питания подключается не к точке a моста, как в двухпроводной схеме, а к третьему выводу термометра сопротивления в точке e. Перенос диагонали питания приводит к изменению плеч моста и, соответственно, изменению условия равновесия R2(RT + RЛ) = Rм(R1 + RЛ). Отсюда получаем уравнение для определения RT:
Из уравнений видно, что применение трехпроводной схемы подключения термометра сопротивления уменьшает влияние соединительной линии на измерение RT. Если R2 = Rм, то сопротивление соединительной линии вообще не будет влиять на результаты измерения.
В теплоэнергетике широко применяются автоматические уравновешенные мосты типа КСМ. Упрощенная схема такого моста с двухпроводной схемой подключения термометра сопротивления приведена на рис.7,а. Уравновешивание моста при изменении сопротивления RT осуществляется автоматически реверсивным двигателем РД, перемещающим движок реохорда РР. Реохордом называется проволочный резистор, намотанный на изолированный стержень определенной длины. Сопротивление реохорда имеет фиксированное значение (обычно 90 Ом), линейно распределенное по заданной длине, равной длине шкалы (100 мм для автоматических мостов КСМ1 и 250 мм для КСМ4). На реохорде находится подвижный контакт – движок, который перемещается по проволочной намотке реохорда реверсивным двигателем через кинематическую связь (показана штриховой линией). Движок реохорда образует вершину моста с. С движком жестко связана указательная стрелка, перемещающаяся вдоль показывающей шкалы прибора. Балластный резистор RБ ограничивает ток через термометр сопротивления, во избежание его нагрева рабочим током.
| Рис. 7. Схема автоматического уравновешенного моста с двухпроводным (а) и трехпроводным (б) подключением термометра сопротивления |
Измерительная диагональ моста образована вершинами с и d, а диагональ питания – вершинами а и b. Движок реохорда делит сопротивления реохорда на две части. Сопротивление правой части реохорда обозначим RРП, а левой - RРЛ. Из рисунка видно, что левая и правая части реохорда относятся к разным плечам моста. Условие равновесия моста определяется выражением R2(RT +2RЛ + RРЛ) = R1(R3 + RРП). При любом изменении измеряемой температуры происходит разбаланс моста и между вершинами с и d появляется напряжение ΔU с фазой, определяющей направление смещения движка реохорда. Напряжение усиливается усилителем УЭД и подается на реверсивный двигатель РД. Двигатель через кинематическую связь начинает перемещать движок реохорда в направлении равновесия мостовой схемы. Перемещение движка продолжается до установления нового равновесного состояния моста. Это равновесное состояние будет соответствовать новому значению измеряемой температуры.
В рассмотренной схеме, как и в схеме рис.6,а, на показания прибора будет оказывать влияние изменение сопротивления соединительной линии при изменении температуры окружающей среды. Для уменьшения этого влияния применяется трехпроводная схема подключения термометра сопротивления (рис.7,б). Для этой схемы условие равновесия моста определяется выражением R2(RT + RЛ + RРЛ) = ( R1+ RЛ)(R3 + RРП). Поскольку сопротивление RЛ входит в обе части уравнения равновесия, то изменение сопротивления соединительных проводов будет оказывать меньшее влияние по сравнению с двухпроводной схемой.
cyberpedia.su
Измерение сопротивления при помощи мостовых схем.
4-х плечий мост (R1,2,3,4 – плечи).
Существует понятие равновесия моста.
Iни = 0 (если ток через НИ равен нулю, то мост уравновешен)
Пусть
Iни = 0, если или
Мост Уинстона -- устройство измерения сопротивления методом сравнения измеряемой величины с образцовой мерой; выполнен по схеме мостовой цепи, в измерительную диагональ которой включен нуль- индикатор или измерительный прибор (обычно гальванометр). Измерение сопротивления с помощью мостика Уитсона, является компенсационным методом измерения.
При измерении весьма малых сопротивлений рассматриваемый мост имеет большие погрешности из-за низкой чувствительности. Повышение чувствительности увеличением тока питания ограничивается допустимой мощностью, рассеиваемой в плечах моста. Этого недостатка лишены двойные мосты.
Наиболее распространенной схемой, в которой влияние проводов и контактов сведено к минимуму, является схема двойного моста.
Измерение сопротивления методом вольтметра-амперметра.
Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод; метод непосредственной оценки и мостовой метод. Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности. Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметра-вольтметра. Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (рис. 1.9,а) и измерение малых сопротивлений (рис. 1.9,б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление. Для схемы рис. 1.9,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются
где Rx - измеряемое сопротивление; Rа - сопротивление амперметра. Для схемы рис. 1.9,6 искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются
где Rв -сопротивление вольтметра. Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис. 1.9,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме рис. 1.9,6 - при измерении малых сопротивлений. Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению
где γв, γa, - классы точности вольтметра и амперметра; Uп, I п пределы измерения вольтметра и амперметра. Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежание нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.
47. Заземление. Измерение сопротивления заземления.
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Заземление в электротехнике подразделяют на естественное и искусственное.
К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки.
Искусственное заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.
Заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть с заземлителем.
Для измерения сопротивления заземления применяют приборы, использующие один из следующих методов: - метод амперметра – вольтметра; - компенсационный метод; - мостовой метод.
Метод амперметра – вольтметра.
Метод амперметра – вольтметра основан на использовании известного из курса электротехники соотношения R=U/I, являющегося математическим выражением закона Ома. В формуле R – сопротивление участка электрической цепи, на котором при протекании тока I происходит падение напряжения U. Чтобы определить сопротивление заземлителя, надо пропустить через него определенный ток и измерить падение напряжения на участке растекания. После этого произвести простое вычисление по формуле. Данный способ измерения сопротивления заземления имеет следующие недостатки: а) Необходимо пользоваться одновременно двумя измерительными приборами, а потом производить расчет. б) Для того чтобы получить достаточно точные результаты измерений, нужен источник довольно значительного по величине тока (десятки ампер) с хорошей стабилизацией, чтобы обеспечить возможность снятия показаний двух приборов: амперметра и вольтметра. в) Большой ток может явиться источником дополнительной погрешности, так как при большой плотности переменного тока происходит возрастание полного сопротивления стальных проводников по сравнению с сопротивлением этих же проводников постоянному току. г) Вольтметр должен иметь достаточно большое внутреннее сопротивление. д) Блуждающие переменные и постоянные токи в земле могут внести дополнительную и иногда существенную погрешность при измерениях.
Компенсационный метод.
Широкое распространение получили различные приборы и схемы, основанные на так называемом компенсационном методе измерения заземлений. При измерении по этому методу, помимо основной цепи тока в земле, создается еще другая цепь – на специальном калиброванном сопротивлении. При этом схема выполнена так, что по калиброванному сопротивлению протекает такой же ток, как в земле. Изменением величины калиброванного сопротивления можно добиться такого положения, что падение напряжения на этом заранее известном калиброванном сопротивлении будет таким же, как и на участке растекания тока в земле.
Мостовой метод.
Мостовой метод, как говорит его название, использует для целей измерения линейный мост переменного тока. Производят три измерения: при первом в измерительное плечо моста включают цепь заземлитель – вспомогательный электрод, при втором – цепь заземлитель – зонд, а при третьем – цепь зонд – вспомогательный электрод. Этот метод является неудобным, так как необходимо производить три измерения, и недостаточно точным. Блуждающие токи в этом случае оказывают значительное влияние, а иногда вообще делают измерения невозможными.
Из описанных методов наиболее точным является метод амперметра – вольтметра. При наличии хороших и правильно подобранных приборов и при правильно поставленных опытах метод амперметра – вольтметра является лучшим для производства ответственных измерений. Пользуясь этим методом, можно с достаточной точностью снять и картину изменения потенциала по поверхности земли вблизи заземлителя.
studfiles.net
Мостовой метод - измерение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Мостовой метод - измерение
Cтраница 4
Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится методом падения напряжения или мостовым методом при величине тока, не превышающей 20 % номинального тока измеряемой обмотки. Мостовой метод измерения сопротивления более точен, но получаемые в процессе наладки данные величин сопротивлений при его применении могут отличаться от заводских данных, измеренных, как правило, методом падения напряжения. Поэтому измерение сопротивлений постоянному току при наладочных работах рекомендуется производить тем же методом, каким производились измерения на заводе. Измеряется сопротивление постоянному току всех обмоток на всех ответвлениях обмотки. В трансформаторах, имеющих предизбиратель в переключающих устройствах, измеряются сопротивления на всех ответвлениях при одном положении предизбирателя и дополнительно на одном ответвлении при другом положении. В аппаратах с нулевым выводом измеряются и сравниваются фазные сопротивления, а при отсутствии нулевого вывода - сопротивления обмоток между линейными выводами. При измерении методом падения напряжения сопротивлений, имеющих величину порядка нескольких ом и менее, цепи милливольтметра в схеме присоединяются непосредственно к выводам измеряемой обмотки. Милливольтметр включается при установившемся значении тока, а отключается до разрыва цепи тока. [46]
Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится после окончательной сборки трансформаторов методом падения напряжения или мостовым методом при токе, не превышающем 20 % номинального тока измеряемой обмотки. Мостовой метод измерения сопротивления более точен, но при сравнении результаты измерения могут отличаться от заводских данных, измеряемых, как правило, методом падения напряжения. Поэтому измерение сопротивлений постоянному току рекомендуется производить тем же методом, каким производились измерения на заводе. [47]
Для высокочастотных титрований применяются четырехплечие и Г - образные мосты. Преимущество мостовых методов измерений перед другими методами заключается в том, что они позволяют производить прямой и раздельный отсчет как активной, так и реактивной составляющей полного измеряемого сопротивления. [48]
Места повреждения кабеля определяют также методом петли. В основу определений места повреждения кабеля методом петли положен мостовой метод измерения величины X неизвестного сопротивления при помощи так называемой схемы моста ( фиг. Как известно, величины сопротивлений Фиг. [49]
На этом принципе основано измерение емкостей на универсальных мостах переменного тока. Описание мостовых методов измерения дано в приложении. [50]
Для этих значений RH и С / л 380 в тто находится в пределах, приблизительно равных 0 1 - 0 025 ма / ком. Таким образом, даже максимальная величина чувствительности вентильных схем имеет весьма малое значение, что является их основным недостатком. Следует, однако, отметить, что и все другие схемы, в которых не используется мостовой метод измерения сопротивления изоляции, имеют также низкую чувствительность. [51]
Кроме того, оно определено, когда определены его активная и реактивная составляющие. Таким образом, в любом случае для определения комплексного сопротивления Z требуется знание двух независимых величин. Наиболее распространенным является мостовой метод. Как указано в разд. ZH состоит из омической и емкостной составляющих. Соответственно этому в случае применения мостового метода измерений в ветви моста нужно включать эталонные емкости и сопротивления. [52]
Кроме того, оно определено, когда определены его активная и реактивная составляющие. Таким образом, в любом случае для определения комплексного сопротивления Z требуется знание двух независимых величин. Наиболее распространенным является мостовой метод. Как указано в разд. ZH состоит из омической и емкостной составляющих. Соответственно этому в случае применения мостового метода измерений в ветви моста нужно включать эталонные емкости и сопротивления. Для повышения чувствительности емкостные и омические сопротивления эталонов и объекта измерения должны быть величинами одинакового порядка. Можно было ожидать, согласно предварительным опытам, что емкостная составляющая ДСК-электрода равна примерно Cz a 104 мкф. Эталонная емкость такого порядка очень дорога и вряд ли могла быть получена, поэтому мы решили применить метод измерения, при котором это затруднение можно обойти. [53]
Кроме того, оно определено, когда определены его активная и реактивная составляющие. Таким образом, в любом случае для определения комплексного сопротивления Z требуется знание двух независимых величин. Наиболее распространенным является мостовой метод. Как указано в разд. ZH состоит из омической и емкостной составляющих. Соответственно этому в случае применения мостового метода измерений в ветви моста нужно включать эталонные емкости и сопротивления. [54]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Мостовой метод - измерение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Мостовой метод - измерение
Cтраница 2
Принцип мостового метода измерения магнитных характеристик магнитномягких материалов заключается в определении индуктивности и сопротивления образца на переменном токе путем уравновешивания моста с помощью переменных активного сопротивления и индуктивности или сопротивления и емкости. [17]
При мостовом методе измерений - с двухэлектродной ячейкой используется четьирехплечий мост сопротивлений. Недостаток мостового метода состоит в том, что даже в момент компенсации схемы моста через ячейку протекает ток, что создает поляризацию электродов и, следовательно, погрешность измерения. [18]
При мостовом методе измерения сопротивлений применяются мосты двойные и одинарные. Мостом типа МД6 ( двойная схема) измеряются сопротивления в пределах от 10 мком до 10 ом, мостом типа МТБ ( одинарная и двойная схема) - от 10 мком до 1 000 000 ом. Для питания двойных мостов необходимо иметь аккумуляторную батарею емкостью 60 - 80 а-ч с напряжением беи реостат 5 ом, 20 а, включаемый делителем напряжения. При измерении двойными мостами ток плавно увеличивается от нуля до величины, обусловленной пределом измерения и указанной в инструкции. Превышение значений токов недопустимо, так как это вызывает перегрузку внутренних сопротивлений моста. Контроль за величиной тока производится по амперметру с шунтом ( фиг. [19]
Для реализации мостового метода измерения параметров компонентов цепей с сосредоточенными постоянными применяют два вида мостов - четырехплечие и трансформаторные. [21]
В приборе использован мостовой метод измерения электропроводности с раздельной компенсацией реактивной и активной частей измеряемого сопротивления. В качестве последнего может служить магазин сопротивлений типа КМС-6. [23]
Для рассмотрения тех мостовых методов измерений, которые находят наибольшее применение в измерительной технике проводной связи, целесообразно предварительно разобрать следующие вопросы: а) соотношения для основной исходной схемы четырехплечего моста; б) классификация четырехплечих уравновешиваемых мостовых схем; в) соотношения для дифференциальной мосто-вой схемы; г) общие положения для схем, симметричных и несимметричных относительно земли, а также предназначающихся для измерения частичных составляющих сопротивлений; д) принципы построения многоплечих мостовых схем; е) защита мостовых схем от паразитных связей и мешающих воздействий; ж) разрешающая способность ( чувствительность) мостов переменного тока; з) сходимость процесса уравновешивания мостовых схем: и) общая оценка погрешностей измерений посредством мостов переменного тока. [24]
В устройстве Цикл-1 используется мостовой метод измерения сопротивления, основанный на зависимости сопротивления платиновой проволоки от ее температуры. [25]
В чем заключается сущность мостового метода измерений. [26]
В основе действия прибора лежит мостовой метод измерения с использованием фазочувствительных детекторов равновесия. Уравновешивание моста по емкости достигается изменением сопротивления, состоящего из набора последовательно соединенных резисторов, уравновешивание по тангенсу угла потерь - изменением сопротивления параллельно соединенных резисторов. [27]
В большинстве универсальных измерителей используется мостовой метод измерений. [28]
В основу работы прибора положен мостовой метод измерения сопротивления. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Измерение сопротивлений (Измерение сопротивлений с помощью мостов постоянного тока, омметров и мегомметров, методом амперметра и вольтметра. Измерение больших сопротивлений тераомметрами)
Работа № 5 ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Введение
Выбор метода измерения сопротивления постоянному току и соответствующей аппаратуры зависят от величины измеряемого сопротивления, требуемой точности и. условий, в которых производится измерение.
Если, например, при измерении сопротивлений измерительных катушек или сопротивлений шунтов требуется точность порядка сотых и даже тысячных долей процента, то при измерении сопротивления изоляции погрешность порядка 10-15% является вполне допустимой.
Наиболее простые методы измерения и наиболее простая аппаратура позволяют сравнительно быстро, в любых условиях, но с относительно невысокой точностью (до единиц или десятых долей процента) производить измерения сопротивлений в широком диапазоне*. Сюда относятся метод амперметра и вольтметра, приборы с непосредственным отсчетом омметры и мегомметры и т. д.
Более сложными, обычно лабораторными, являются методы сравнения измеряемого сопротивления с образцовыми. Сюда относятся, в первую очередь, компенсационные и мостовые методы, позволяющие получать наибольшую точность измерения.
Специальные методы измерения сопротивлений (метод заряда и разряда конденсатора и др.) в настоящей работе не рассматриваются.
Целью настоящей работы является ознакомление с некоторыми наиболее распространенными методами и приборами для измерения сопротивления постоянному току в диапазоне от 10–8 до 1014 Ом.
* В электротехнике условно принята следующая классификация сопротивлений по величине:
а) малые сопротивления — до 1 ом,
б) средние сопротивления — от 1 до 105ом;
в) большие сопротивления — от 106 и выше.
I. Измерение сопротивлений с помощью мостов постоянного тока
Мостовые методы измерения сопротивлений являются наиболее точными методами измерения малых и средних сопротивлений.
Наибольшее распространение в электроизмерительной технике полечили одинарные (четырехплечие) мосты для измерения среднихсопротивлений и двойные мостыдляизмерения малых сопротивлкний Требования к мостам постоянного тока нормированы государственным стандартом — ГОСТ 7165-66 (выписки из этого ГОСТа приведены на стенде).
а) Одинарный мост.
Схема одинарного моста представлена на рис. 5-1. Четыре сопротивления Rx ; R1 R2и Rз называются плечами моста. В одну из диагоналей (ас) включен источник питания, обычно аккумуляторная батарея Б. Во вторую диагональ (bd) включен нулевой прибор, обычно магнитоэлектрический гальванометр — G.
Как известно, для того, чтобы мост был уравновешен, то есть, чтобы ток в гальванометре был равен нулю, необходимо выполнить следующее условие: RxR3=R1R2
Измеряемое сопротивление Rxможет быть вычислено по известным значениям остальных трех сопротивлений, при которых имеет место равновесие моста
. (5-1)
Плечо R1называют плечом сравнения, а плечи R2и R3— плечами отношения.
Нижний предел измерения четырехплечего моста ограничен тем, что при малом измеряемом сопротивлении Rx большую погрешность в измерение вносят последовательно с ним включенные сопротивления соединительных проводов и контактов. Для иллюстрации влияния сопротивления соединительных проводов рассмотрим следующий пример.
Допустим, что величина измеряемого сопротивления равна. 1 ом. Сопротивление каждого из проводников, подсоединяющих искомое сопротивление к мостовой схеме (рис. 5-1), составляет r=0,01 ом.
Тогда сопротивление, измеряемое мостом, будет равно Rx+2г, а относительная погрешность, вносимая соединительными проводами, может быть определена следующим образом:
В ряде случаев такая ошибка является недопустимой. При меньших величинах измеряемого сопротивления погрешность при измерении одинарным мостом может достигнуть десятков процентов, то есть привести к практической невозможности произвести измерение.
Для измерения сопротивления порядка 1010¸1012ом и выше обычно мосты непригодны.
При таких значениях измеряемых сопротивлений сопротивление утечки между зажимами, к которым присоединяется неизвестное сопротивление Rx(сопротивление диэлектрика, на котором смонтированы входные зажимы моста), может оказаться соизмеримым с ним и резко исказить результат измерения.
Следует также иметь в виду, что по мере увеличения измеряемого сопротивления ухудшается чувствительность моста. Для увеличения чувствительности моста следует повысить напряжение питания, что можно сделать только в известных пределах.
б) Двойной мост.
Для измерения малых сопротивлений, для которых, как было указано выше, применение одинарного моста не может дать точных результатов, наиболее широкое распространение получили двойные мосты.
Принципиальная схема двойного моста представлена на рис. 5-2.
На этой схеме Rx— измеряемое сопротивление; RN— образцовое сопротивление, R1; R’1; R2и R3— известные сопротивления.
Для увеличения точности измерения малке сопротивления как измеряемые, так и образцовые обычно делаются четырехзажимными. Одна пара зажимов (так называемые «токовые») служит для включения сопротивления в цепь основного тока. Проводники от второй пары зажимов («потенциальных») подсоединяются к соответствующим зажимам моста. Таким образом, собственно величиной измеряемого (или, соответственно, образцового) сопротивления является сопротивление между потенциальными зажимами. Такая четырехзажимная конструкция уменьшает влияние переходных сопротивлений токовых зажимов на результат измерения.
Чтобы получить значение измеряемого сопротивления, необходимо вывести уравнение равновесия двойного моста. Это нетрудно сделать путем трансфигурации треугольника сопротивлений R1, R3 и r (рис.5-2 ) в эквивалентную звезду, после чего получается схема простого одинарного моста (r— сопротивление между внутренними потенциальными зажимами сопротивлений Rx и RN ). Можно также составить для схемы рис.5-2 на основе законов Кирхгофа систему уравнений, решение которой относительно Rx даст искомое уравнение.
Пользуясь любым из указанных методов, нетрудно получить уравнение равновесия моста в следующем виде:
. (5-2)
Практически пользоваться этим уравнением для определения Rх нельзя, так как, во-первых, уравнение слишком неудобно и сложно для расчетов, а, во-вторых, входящее в (5-2) сопротивление r неизвестно и может быть оценено только весьма приближенно. Поэтому, чтобы упростить выражение (5-2) и уменьшить по возможности влияние r, стараются выполнить условия, при которых величина второго члена выражения (5-2) будет столь мала, что ею можно без ущерба для точности измерения пренебречь. Нетрудно видеть, что в первую очередь для этого следует обеспечить равенство нулю выражения:
R/1R3–R1R2=0. (5-3)
При этом второй член выражения (5-2) обращается в нуль и
. (5-4)
Чтобы выполнить условие (5-3), обычно в двойных мостах делают
R1 = R/1 (5-5)
R2 = R3 (5-6)
Таким образом, при уравновешивании двойного моста обеспечивают выполнение двух условий
(5-7)
то есть достигают двойного равновесия.
vunivere.ru
Мостовой метод измерения сопротивления
Другим методом измерения сопротивлений является мостовой метод.
Рисунок 2 – Простейший мост постоянного тока
Простейший мост содержит источник питания, плечи соотношения R1 и R2, плечо сравнения Rср и плечо, в которое включается неизвестное сопротивление Rx, гальванометр (индикатор нуля). Методика измерения состоит в приведении к нулю разности потенциалов в точках двух параллельных ветвей. Это достигается смещением движка потенциометра, т.е. изменением соотношения плеч (линейный мост – рисунок 2 а), или изменением величины сопротивления плеча сравнения при неизменном соотношении плеч (магазинный мост – рисунок 2 б). Гальванометр показывает отсутствие тока если
. (5)
Равенства (5) можно записать через токи, текущие соответственно в ветви сравнения и ветви соотношения моста и сопротивления
, . (6)
Поделив почленно равенства (6) друг на друга, получаем условие равновесия моста
. (7)
Из равенства (7) выводим формулу для расчета неизвестного сопротивления
. (8)
Если сопротивления плеч соотношения R1 и R2 равны, такой мост называется равноплечным, и позволяет измерить неизвестное сопротивления с наибольшей точностью. Но использовать равноплечный мост возможно не всегда, например, когда сопротивление плеча сравнения заведомо меньше неизвестного сопротивления, приходится использовать разноплечный мост с известным соотношением плеч
. (9)
Возможны ситуации, когда необходимо пользоваться мостом с соотношением плеч < 1.
Дата добавления: 2018-01-22; просмотров: 70;
znatock.org
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
