Вопрос № 15. Устройство и работа амперметра и вольтметра. Принцип работы вольтметра и амперметра

7. Охарактеризуйте амперметр (назначение, особенности подключения, расширение пределов измерений).

Амперметр – это прибор для измерения силы тока.

Особенности амперметра:

• Подключается в цепь только последовательно

• В цепях постоянного тока необходимо соблюдать полярность

• Для измерения величины постоянного тока применяются амперметр магнитоэлектрической системы, а переменного - электромагнитной системы.

• Для измерения малых токов используют микроамперметры и миллиамперметры

• Для расширения пределов измерений в цепях постоянного тока параллельно к амперметру подключают шунт.

Шунт выбирают по коэффициенту шунтирования и величине сопротивления.

Предположим, необходимо измерить ток 25А амперметром с максимальным значением на шкале 1А. Определим сопротивление шунта, если сопротивление амперметра 0,075Ом.

сначала необходимо определить коэффициент шунтирования

После этого находите сопротивление шунта

8. Охарактеризуйте вольтметр (назначение, особенности подключения, расширение пределов измерений).

Вольтметр – это прибор для измерения ЭДС источника и падения напряжения на участке цепи.

Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Классификация

Особенности вольтметра:

• Подключается в цепь только параллельно

• В цепях постоянного тока необходимо соблюдать полярность

• Для расширения пределов измерений в цепях постоянного тока последовательно с вольтметром подключают добавочное сопротивление

• Для расширения пределов измерений вольтметра в цепях переменного тока используют трансформаторы напряжения.

Для измерения напряжения в цепях постоянного тока применя­ют магнитоэлектрические вольтметры, а в цепях переменного тока - электромагнитные и электродинамические. 

9. Охарактеризуйте мультиметр (назначение, особенности подключения).

Мультиме́тр— комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Устройство мультиметра и правила работы с ним.

Простые цифровые мультиметры имеют на лицевой панели ЖК индикатор, поворотный переключатель пределов измерения и три гнезда для подключения щупов. Питание мультиметра осуществляется от батарейки типа "Крона" напряжением 9В. Для замены батарейки необходимо снять заднюю крышку прибора, при этом также открывается доступ к печатной плате мультиметра, на которой расположен, в том числе, предохранитель номиналом 200 мА.

Одно из гнезд для подключения щупов, а именно гнездо СОМ, задействовано всегда, при любом роде выполняемых измерений. Обычно к гнезду СОМ присоединяется щуп черного цвета. к гнезду VΩmA подключается щуп красного цвета при измерении постоянного и переменного напряжения, сопротивления и постоянного тока величиной до 200 мА. Для измерения постоянного тока величиной более 200 мА красный щуп из гнезда VΩmA необходимо вынуть и подключить его в гнездо 10А.

На лицевой панели мультиметра кроме того расположен восьми контактный разъем (сокетт) подключения транзисторов для измерения коэффициента усиления по тока h31э (или hFE). Причем измерить коэффициент усиления по току удается только у биполярных низкочастотных транзисторов малой и средней мощности. Так как в процессе обслуживания и ремонта оборудования КИП нет необходимости измерять коэффициент усиления транзисторов, то данный режим работы мультиметра рассматриваться не будет. Скажу лишь только, что к контакту Е разъема подключается эмиттер транзистора, к контакту В - база, к контакту С - коллектор, но перед этим необходимо, например, по справочнику определить структуру транзистора: p-n-p или n-p-n и выбрать соответствующую сторону разъема.

В режиме проверки целостности полупроводниковых диодов мультиметр генерирует небольшое испытательное напряжение и ток, которое и прикладывается к проверяемому диоду. Если диод исправен, то при подключении красного щупа (плюса) мультиметра к аноду, а черного щупа к катоду на дисплее высветиться значение падения напряжения на p-n переходе диода. Для кремниевых диодов это напряжение находиться в пределах 0,6...0,9 В. При обратной полярности подключения (красный щуп - катод, черный щуп - анод) на дисплее высветится единица, так как диод проводит ток только в одном направлении. При проверке диодов без выпаивания их из схемы ремонтируемого устройства имейте ввиду, что соединенные с диодом другие радиодетали могут исказить результат измерения. Поэтому желательно хотя бы один вывод диода отсоединять от схемы.

Отключение мультиметра по окончанию проведения измерений осуществляется путем установки поворотного переключателя в положение OFF.

При работе с мультиметром не прикасайтесь к оголенной части щупов, так как, во-первых, это может привести к поражению электрическим током (при измерении тока и напряжения) и, во-вторых, из-за относительно низкого электрического сопротивления тела человека может возрасти погрешность измерения, особенно при измерении больших сопротивлений.

Недорогие мультиметры DT 830B и им подобные можно применять только для измерений, производимых при наладке оборудования и поиске неисправностей. Их нельзя использовать при калибровке и уж тем более при поверке датчиков и другого оборудования КИП, так как точность измерения данных мультиметров недостаточна для этих целей и, кроме того, они не внесены в государственный реестр средств измерения. При поверке и калибровке оборудования следует использовать более точные мультиметры, например, отечественные приборы серии В7 или импортные мультиметры APPA, Fluke и аналогичные.

Всегда следите за степенью разряда батареи мультиметра, так как в случае сильного разряда батареи погрешность измерения прибора резко возрастает. При покупке мультиметра отдавайте предпочтение тем моделям, у которых есть индикатор разряда батареи. И меняйте батарею сразу же, как только загорится индикатор разряда батареи.

Выбирая между несколькими моделями мультиметров, следует отдавать предпочтение тем моделям, которые имеют более широкие пределы измерения (или большее количество поддиапазонов измерения) напряжения, тока и сопротивления и минимальную погрешностьизмерения. Дополнительный функционал приборов, такой как измерение температуры, емкости, встроенный генератор импульсов зачастую остается не востребованным, и делать упор на наличие этих функций при покупке мультиметра не стоит.

Если значение измеряемой величины вам не известно даже ориентировочно, то всегда начинайте измерения, установив максимально возможный предел измерения для данного рода измерений. Мультиметр, особенно недорогие модели, является не ремонтопригодным устройством (точнее дешевле купить новый прибор, чем ремонтировать вышедший из строя) поэтому при выполнении измерений будьте внимательны и следите за тем, в какие гнезда вставлены щупы и в каком положении находиться поворотный переключатель.

studfiles.net

Метод амперметра и вольтметра

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 12Следующая ⇒

 

Рассмотрим схему измерения сопротивления заземляющего устройства методом амперметра и вольтметра (рис.2).

 

 

 

Рис.2 Схема измерения сопротивления заземления методом

амперметра-вольтметра

 

Помимо испытуемого заземлителя требуется иметь ещё два заземлителя: вспомогательный и зонд. Назначение вспомогательного заземлителя – создание цели для измерительного тока через этот заземлитель и испытуемый.

Назначение зонда – получение в схеме точки с нулевым потенциалом, по отношению к которой может быть измерен потенциал испытуемого заземлителя.

Сопротивление заземлителя определяется по формуле:

 

Зонд Rзонд и заземлитель Rв находится друг от друга и от испытуемого заземлителя R3 на расстоянии не менее 40м так, чтобы между ними образовалось зона земли с нулевым потенциалом.

Взаимное расположение испытуемого заземлителя Rз, зонда Rзонд и вспомогательного заземлителя Rв имеет большое значение для точного измерения.

Для измерения сопротивления испытуемого заземлителя создается цепь переменного тока самостоятельного источника через испытуемый и вспомогательный заземлители. Измерительный ток I3, показываемый амперметром протекает через искомое и вспомогательное сопротивление.

Результаты измерения внести в таблицу 1.

 

Метод "трех земель"

 

Сопротивление защемляющего устройства Rз можно измерить и методом трех земель (трех измерений). Схемы измерений сопротивления заземления методом трех земель представлены на рис. 3.

 

 

Рис.3. Схемы измерения сопротивления заземления методом "трех земель"

 

Схема I:

Схема II:

Схема Ш:

Сопротивление заземляющего устройства

 

Результаты измерения занести в таблицу 1.

Метод "трех земель" имеет следующие недостатки:

- возникают существенные погрешность (более 10%), вследствие того, что сопротивление вспомогательных электродов значительно выше сопротивления защемляющего устройства;

- требуется вычисления для получения результатов измерения.

Преимуществом такого способа является возможность использования вольтметра с сопротивлением, соизмеримым с сопротивлением растеканию тока вспомогательного заземления.

 

Измерение сопротивления заземляющего устройства

С помощью прибора МС-08

Прибор МС-08 предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств, а также для определения удельного сопротивления грунта.

Используется метод «амперметра-вольтметра» с применением вспомогательного заземлителя и зонда, удаленных на определенное расстояние от испытуемого заземлителя.

Конструктивно амперметр и вольтметр совмещены в виде измерительного прибора магнитоэлектрической системы с двумя рамками (логомтра). Источником питания служит генератор постоянного тока с ручным приводом. На валу генератора установлены два синхронных коллекторных коммутатора, преобразовывающих постоянный ток в переменный для внешней цепи измерения, и наоборот, переменный ток в постоянный для цепи логометра.

Таким образом, в цепи измеряемого заземлителя протекает переменный ток, исключающий явление электролиза, а в цепях измерительного прибора протекает постоянный ток, что позволяет использовать чувствительную магнитоэлектрическую систему логометра, практически исключающую зависимость показаний прибора от скорости вращения рукоятки генератора в достаточно широких пределах от 1,5 до 2,5 оборотов в секунду.

Прибор имеет три предела измерения: 0-I000 Ом, 0-I00 Ом, 0-I0 Ом. Необходимое сопротивление вспомогательного заземлителя для предела 0-I000 Ом, (хI) - не более 1000 Ом, для предела 0-100Ом (х0,I) – не более 500 Ом и для предела 0-10 Ом (х0,01) – не более 250 Ом.

Сопротивление зонда во всех случаях не должно превышать 1000 Ом.

Прибор имеет четыре зажима: два токовых, обозначенных I1 и E1, и два потенциальных E1 и E2. Для грубых измерений зажимы I1 и E1 соединяют перемычкой и присоединяют к измеряемому объекту I2 – к вспомогательному заземлению, Е2 – к зонду. Прибор располагают в непосредственной близости к испытуемому объекту, все соединения производят изолированными проводами.

 

Рис. 4 Схема измерений при помощи прибора МС-08

 

Для компенсации сопротивления зонда переключатель устанавливают в положение "регулировка" и, вращая рукоятку генератора со скоростью около 135 об/мин, поворотом ручки реостата совмещают стрелку прибора с красной отметкой шкалы. После компенсации сопротивления зонда переключатель устанавливают в положение "Измерение хI" и, вращая генератор с выше указанной скоростью, производит замер*. При незначительном отклонении стрелки прибора переходят на другие пределы, и отсчет производят по той же шкале выбранного масштабного множителя.

Результаты измерения занести в таблицу 1.

 

Таблица 1

№ опыта	Наименование опыта	U,В	I,А	Rз, Ом
1.	Метод «амперметра и вольтметра»
2.	Метод «трех земель»			RI=	Rз
		RII=
		RIII=
3.	При помощи прибора МС-08	-	-

_______________________________________________________________

* - отсчет показаний прибора

Приложение 1

 

В случае пробоя изоляции и замыкания фазы на корпус электроустановки опасность поражения током можно устранить одним из следующих способов:

- устройством защитных заземлений,

- защитным отключением,

- изоляцией корпусов электроустановок от сети, выравниванием потенциалов, применением пониженных напряжений

- включением электроприемников в сеть через разделяющие трансформаторы.

Заземление бывает рабочее, защитное, измерительное, переносное и молнезащитное.

Рабочим заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для нормальной работы электроустановок.

Защитным заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для соединения металлических частей электроустановок и аппаратуры связи, нормально не находящихся под напряжением, с землей посредством металлических проводников и заземлителей.

Назначение защитного заземления – снизить до безопасной величины напряжение относительно земли, возникающее на нетоковедущих металлических частях электроустановок; устройств проводной связи и радиотрансляционных узлов, оболочек кабеля, цистерн необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) и другой аппаратуры в случае пробоя или повреждения изоляции проводников, находящихся под напряжением.

В устройствах связи, кроме рабочего и защитного применяется измерительное заземление.

Измерительным заземлением называется вспомогательное заземляющее устройство, предназначенное для контрольных измерений величины

сопротивлений рабочего и защитного заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов.

Согласно действующим правилам устройства электроустановок (ПУЭ) корпуса всех электроустановок при напряжении 500В и выше постоянного и переменного токов должны быть заземлены во всех случаях. Корпуса электроустановок, находящихся в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках (на открытом воздухе), при напряжении выше 50В переменного тока и 120В постоянного тока, должны быть также заземлены.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин трансформаторов и аппаратов, металлические каркасы распределительных щитов и шкафов, металлическая арматура железобетонных конструкций зданий и другие металлические нетоковедущие части электроустановок, которые могут случайно оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции и замыкании фазы на корпус.

Устройства защитного заземления состоит из магистрали заземления и заземлителей, находящихся в земле, при помощи которых обеспечивается надежное соединение с землей корпусов электроустановок

В качестве заземлителей применяются трубы или уголковая сталь, забитые в грунт и присоединяемые к защищаемым электроустановкам.

Для искусственных заземлителей применяют стальные трубы диаметром d = 35-50мм при толщине стенки не менее 3,5мм, стержни или уголковую сталь. Трубы должны быть очищены от краски, масла и изолирующих веществ. Электроды (трубы и т.п.) соединяют между собой стальной шиной > 48мм2 , толщиной не менее 4мм, круглой сталью d = 10мм с помощью сварки. Трубы забиваются в грунт на некоторую глубину от поверхности земли (рис. 5) для того, чтобы уменьшить «сезонный ход» заземляющего устройства, т.к. верхние слои меняют свою проводимость от времени года.

 

 

Рис. 5 Расположение заземлителей в грунте

 

В очень серых грунтах, которые могут вызвать усиленную коррозию стальных труб, применят омедненные или оцинкованные трубы.

В сетях напряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства (Rз) должно быть не более 4Ом. Допускается Rз < 10Ом при мощности генераторов или трансформаторов менее 100кВА.

В практике производства испытаний нашли применение различные методы измерения сопротивления заземляющих устройств: метод амперметра и вольтметра, метод трех земель и др.

 

Контрольные вопросы

1. Назначение защитного, рабочего и измерительного заземлений.
2. Какие части электроустановок подлежат защитному заземлению?
3. Какова допустимая величина сопротивления защитного заземления в электроустановках напряжением до 1000В?
4. Устройство защитного заземления.
5. Какие существуют способы измерения сопротивления заземляющих

устройств?

1. Устройство прибора МС-08.

Литература

1. Н.Р.Гончаров. Охрана труда на предприятиях связи. Изд. "Связь", 1971.

2. М.Н. Михайлов, С.А.Соколов. Заземляющие устройства в установках электросвязи. Изд. "Связь", 1971.

3. П.А. Долин Основы техники безопасности в электроустановках. Энергоиздат.1984.

 

 

Лабораторная работа № 7

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКРАНИРУЮЩИХ

УСТРОЙСТВ В ДИАПАЗОНЕ СВЧ»

 

Цель работы: изучить гигиенические предельно-допустимые интенсивности электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах, принцип действия экранирующих устройств. Исследовать эффективность экранирования счетных экранов.

 

Подготовка к работе

1 Самостоятельно в порядке подготовки к лабораторной работе ознакомиться с предельно-допустимыми уровнями облучения, принципами действия экранов с предельно-допустимыми уровнями облучения, принципами действия экранов, с мерами защиты от вредного влияния электромагнитных полей [1;3;5].

2. Рассчитать эффективность экранирования сетчатого экрана по приведенной формуле (8) для одного из вариантов (таблица 1). При этом длина волны равна 9,2см, а шаг сетки изменяется от 2 до 16 см. Полученные данные занести в таблицу 2.

 

Таблица 1

Номер варианта	Шаг сетки, см	Диаметр проволоки
Ι ІІ ІΙІ ΙV	2,6, 8, 10 2,6, 10, 12 2,6, 10, 16 2,8, 10, 12	1 и 2 0,8 и 1,6 1 и 1,8 0,6 и 1,2

 

Читайте также:

lektsia.com

Вопрос № 15. Устройство и работа амперметра и вольтметра.

Амперметр:

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол, пропорциональный величине измеряемого тока. Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Принцип действия:

Принцип действия магнитоэлектрического прибора основан на создании крутящего момента, благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки. С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки пропорционален силе тока.

Вольтметр:

Наиболее распространенный вольтметр, в которых движущая часть прибора со стрелкой поворачивается на угол, пропорциональный величине напряжения в цепи. Вольтметры бывают электромагнитные, магнитоэлектрические, электростатические, электродинамические, термоэлектрические, выпрямительные.

Принцип действия:

Принцип действия вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

Вопрос № 16. Явление электромагнитной индукции – это явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

 

 

Дата добавления: 2015-08-18; просмотров: 108 | Нарушение авторских прав

Вопрос № 1. Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрических зарядов. | Вопрос № 2. Закон Кулона. | Вопрос № 5. Проводники и диэлектрике, в электрическом поле. | Вопрос № 28. Фотоэффекты и их применение. |mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.006 сек.)

mybiblioteka.su

Метод амперметра – вольтметра

Поиск Лекций

ЛЕКЦИЯ 13.

Измерение параметров элементов электрических цепей

 

Электрические цепи представляют собой совокупность соединенных друг с другом элементов – источников электрической энергии и нагрузок в виде резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов. При определенных допущениях эти нагрузки можно рассматривать как линейные пассивные двухполюсники с сосредоточенными постоянными, характеризуемые некими идеальными параметрами – сопротивлением R, индуктивностью L, емкостью С.

При измерении, однако, не всегда удается определить значение того или иного параметра, соответствующее идеальному, совершенному виду элемента. Несовершенство конструкции и характеристик применяемых материалов является причиной появления так называемых остаточных (паразитных) параметров элементов. Так, наряду с главным параметром катушки индуктивности – индуктивностью, она обладает собственной емкостью и активным сопротивлением; резистор, обладая активным сопротивлением, имеет также определенную индуктивность т.п.

С учетом остаточных параметров конденсатор, катушку индуктивности или резистор можно характеризовать некоторым эффективным значением емкости, индуктивности, сопротивления, которые зависят от частоты. Поэтому эффективные параметры компонентов необходимо измерять на рабочих частотах, если их влиянием на результат измерения нельзя пренебречь.

В зависимости от объекта измерений, требуемой точности результата, диапазона рабочих частот и других условий для измерения параметров двухполюсников применяют различные методы и средства измерений. Наиболее распространенными являются следующие методы измерения: амперметра – вольтметра, непосредственной оценки, мостовой, резонансный и дискретного счета.

 

Метод амперметра – вольтметра

Измерение методом амперметра – вольтметра сводится к измерению тока и напряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома. Метод может быть использован для измерения активного и полного сопротивления, индуктивности и емкости.

Измерение активных сопротивлений производится на постоянном токе, при этом включение резистора RХ в измерительную цепь возможно по схемам, представленным на рис. 13.1, а и б.

 

Достоинство метода заключается в простоте его реа­лизации, недостаток - в сравнительно невысокой точно­сти результата измерения, которая ограничена классом точности применяемых измерительных приборов и мето­дической погрешностью. Последняя обусловлена влияни­ем мощности, потребляемой измерительными приборами в процессе измерения, другими словами - конечным значением собственных сопротивлений амперметра RA и вольтметра RV. Выразим методическую погрешность че­рез параметры схемы.

В схеме рис. 13.1,а вольтметр показывает значение напряжения на зажимах RХ, а амперметр — сумму токов IV+I.

Следовательно, результат измерения R, вы­численный по показаниям приборов, будет отличаться от RХ :

Относительная погрешность измерения в процентах

Здесь приближенное равенство справедливо, так как при правильной организации эксперимента предполагается выполнение условия RV >>RХ.

В схеме рис.13.1,б амперметр показывает значение тока в цепи с RХ, а вольтметр - сумму падений напря­жений на RХ U и амперметре UA. Учитывая это, можно по показаниям приборов вычислить результат измере­ния:

Относительная погрешность измерения в процентах в данном случае равна:

Сравнивая полученные выражения относительных по­грешностей, приходим к выводу: в схеме рис. 13.1,а на методическую погрешность результата измерения оказы­вает влияние только сопротивление RV; для снижения этой погрешности необходимо обеспечить условие ; в схеме рис. 13.1,б на методическую погрешность результата измерения оказывает влияние только RA ; снижение этой погрешности достигается выполнением условия Таким образом, при практическом ис­пользовании данного метода можно рекомендовать пра­вило: измерение малых сопротивлений следует произво­дить по схеме рис. 13.1,а; при измерении больших сопротивлений предпочтение следует отдавать схеме рис. 13.1, б.

Измерение полного сопротивления ZX выполняется на переменном токе частотой f (рис. 13.2). По показаниям вольтметра и амперметра определяют модуль полного сопротивления

,

где - показания вольтметра и амперметра.

Выполнив аналогично предыдущему анализ методической погрешности, придем к выводу, что схему, представленную на рис. 13.2, а, целесообразно применять при , а на рис. 13.2, б – при .

Измерение емкости и индуктивности методом амперметра – вольтметра может быть выполнено по схемам, аналогичным рис. 13.2, только с заменой ZX , соответственно, на С или L.

Емкостное сопротивление конденсатора

,

откуда

.

При измерении емкости этим методом необходимо знать частоту источника питания. Для измерения больших емкостей рекомендуется схема а), а для малых емкостей – схема б).

Измерение индуктивности катушки методом амперметра – вольтметра возможно, если ее сопротивление RL значительно меньше реактивного сопротивления XL. При этом

, откуда .

Если требуется получить более точный результат, то необходимо учесть сопротивление катушки. Так как

,

то

.

Погрешности измерения параметров элементов цепей методом амперметра – вольтметра на низких частотах составляют 0.5 … 10%. Погрешности измерения возрастают с увеличением частоты.

Мостовой метод.

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

 

Одинарный мост постоянного тока.

Простейшая схема одинарного моста представлена на рис.13.3. Четыре резистора R1,R2,R3,R4(их называют плечами моста) соединены в кольцевой замкнутый контур. Точки соединения сопротивлений называют вершинами моста.

Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Диагональ ab содержит источник питания и называется диагональю питания. Диагональ cd, в которую включен индикатор Г, называется измерительной диагональю. В мостах постоянного тока в качестве индикатора обычно используется гальванометр.

В общем случае зависимость протекающего через гальванометр тока Iг от сопротивления плеч, сопротивления гальванометра Rг и напряжения питания U имеет вид

. (13.1)

Измерение сопротивления может производиться в одном из двух режимов работы моста: уравновешенном либо неуравновешенном. Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов между вершинами c и d равна нулю, а, следовательно, и ток через гальванометр равен нулю.

Из (13.1) следует, что Iг = 0 при

. (13.2)

Это условие равновесия одинарного моста постоянного тока можно сформулировать следующим образом: для того, чтобы мост был уравновешен, произведения сопротивлений противолежащих плеч моста должны быть равны. Если сопротивление одного из плеч моста (например, R1) неизвестно, то уравновесив мост путем подбора сопротивлений плеч , находим из условия равновесия

.

В реальных мостах постоянного тока для уравновешивания моста регулируются отношение и сопротивление плеча , которые, соответственно, называют плечами отношения и плечом сравнения.

В состоянии равновесия моста ток через гальванометр равен нулю и, следовательно, колебания напряжения питания и сопротивления гальванометра влияния на результат измерения не оказывают (важно лишь, чтобы чувствительность гальванометра была достаточной для надежной фиксации состояния равновесия). Поэтому основная погрешность уравновешенного моста определяется чувствительностью гальванометра, чувствительностью схемы, погрешностью сопротивлений плеч, а также сопротивлениями монтажных проводов и контактов. При измерении малых сопротивлений существенным источником погрешности может явиться сопротивление проводов, с помощью которых измеряемый резистор подключается к входным зажимам моста, так как оно полностью входит в результат измерения. Поэтому нижний предел измерения одинарного моста ограничен значениями сопротивления порядка 1 Ом. Верхний же предел измерения 106 … 108Ом ограничивается чувствительностью гальванометра. При больших значениях измеряемого сопротивления токи в плечах моста очень малы и чувствительности гальванометра недостаточно для четкой фиксации равновесия. Для измерения малых сопротивлений (от 1 до 10-8Ом) применяют двойные мосты.

Двойной мост постоянного тока. Схема двойного моста представлена на рис. 13.4 .

Для исключения влияния сопротивлений соединительных проводов и переходных сопротивлений контактов измеряемое сопротивление присоединяется по четырехзажимной схеме включения: двумя токовыми зажимами в цепь источника питания моста, а двумя потенциальными – в измерительную цепь. Аналогичные зажимы имеет образцовое сопротивление . В цепь источника питания моста входит регулировочное сопротивление , измеряемое сопротивление , образцовое сопротивление (одного порядка по величине с ) и малого сопротивления .

Сопротивления плеч R1,R2,R3 и R4, входящие в измерительную цепь, выбирают достаточно большими (сотни и тысячи Ом), поэтому влияние сопротивлений монтажных проводов и переходных сопротивлений в контактах пренебрежимо мало.

При равновесии моста формула для определения сопротивления имеет вид

. (13.3)

При соблюдении равенства

(13.4)

и достаточно малом сопротивлении вторым членом формулы (13.3) можно пренебречь. Тогда формула (13.3) упрощается до следующей

.

Равенство (13.4) должно соблюдаться постоянно, поэтому резисторы R1,R2 и R3,R4 регулируются при помощи спаренных органов управления. Резистор представляет собой короткий отрезок медной шины большого сечения.

Промышленностью выпускаются одинарные и одинарно-двойные мосты постоянного тока классов точности от 0.005 до 5.

 

Измерительные мосты переменного тока.

Для измерения емкости, индуктивности, взаимной индуктивности и тангенса угла потерь конденсаторов применяются мосты переменного тока, схемы которых отличаются большим разнообразием. Кроме простых четырехплечих мостовых схем существуют и более сложные мостовые схемы. Эти схемы путем последовательных эквивалентных преобразований могут быть приведены к простой четырехплечей схеме, которая является, таким образом, основной.

Схема одинарного четырехплечего моста переменного тока приведена на рис. 13.5. Так как мост питается напряжением переменного тока, то в качестве индикатора в нем применяются электронные милливольтметры переменного тока, либо осциллографические индикаторы нуля.

В общем случае сопротивления плеч моста переменного тока представляют собой комплексные сопротивления вида . Аналогично соотношению (13.2) условие равновесия одинарного моста переменного тока имеет вид:

.

Записав это выражение в показательной форме, получим

, (13.5)

где - модуль комплексного сопротивления; - фазовый сдвиг между током и напряжением в соответствующем плече.

 

 

Соотношение (13.5) распадается на два скалярных условия равновесия:

(13.6)

Отсюда следует, что в схеме моста переменного тока равновесие наступает только при равенстве произведений модулей комплексных сопротивлений противолежащих плеч и равенстве сумм их фазовых сдвигов. При этом нужно иметь в виду, что при изменении значений активных и реактивных составляющих одновременно изменяются и модуль, и фаза, поэтому мост переменного тока можно привести к состоянию равновесия лишь большим или меньшим числом переходов от регулирования одного параметра к регулированию другого.

Второе уравнение (13.6) показывает, какими по характеру должны быть сопротивления плеч мостовой схемы, чтобы обеспечить возможность ее уравновешивания. Так, например, если в двух смежных плечах включены активные сопротивления (φ = 0), то в двух других смежных плечах обязательно должны быть сопротивления одного характера – или индуктивности, или емкости.

Для измерения емкости конденсаторов без потерь используется мостовая схема, приведенная на рис. 13.6, а. Условие равновесия для этой схемы имеет вид

,

где - образцовый конденсатор переменной емкости, откуда

.

Мостовая схема для измерения индуктивности приведена на рис. 13.6, б. В качестве плеча сравнения здесь также используется конденсатор переменной емкости . Полагая, что активное сопротивление катушки пренебрежимо мало ( ), получим условие равновесия

,

откуда

.

Погрешность моста переменного тока определяется погрешностями элементов, образующих мост, переходных сопротивлений контактов, чувствительностью схемы и индикатора. Мосты переменного тока больше, чем мосты постоянного тока, подвержены влиянию помех и паразитных связей между плечами, плечами и землей, мостом и оператором. Именно поэтому, даже при тщательном экранировании моста и принятии других мер защиты, погрешности мостов переменного тока больше, чем погрешности мостов постоянного тока. Промышленностью выпускаются мосты переменного тока классов точности от 0.1 до 5.0.

Мосты переменного тока работают обычно на низких частотах 100 Гц и 1000 Гц. При работе на повышенных частотах погрешности измерения резко возрастают.

 

 

poisk-ru.ru

---

• 
  Днат 400 как подключить
• 
  Самодельные зарядные устройства для автомобильного аккумулятора
• 
  Какие аккумуляторы лучше для солнечных батарей
• 
  Бензогенератор инверторный или обычный недостатки
• 
  Характеристики трансформатора
• 
  Когда включат горячую воду на макаренко
• 
  Куда утилизировать лампы дневного света
• 
  Ре проводник
• 
  Скорость света в км с
• 
  Точечный светильник как поменять
• 
  В машине переменный ток или постоянный