Miten DC-mittaussillat järjestetään ja niitä käytetään?

Yksittäisten tasavirran mittaussiltojen laite

Yksittäinen tasavirta koostuu kolmesta näytevastuksesta (yleensä säädettävät) R1, R2, R3 (kuva 1, a), jotka on kytketty sarjaan siltapiirin mitatun resistanssin Rx kanssa.

Virta syötetään tämän piirin yhteen lävistäjään EMF-lähteestä GB, ja erittäin herkkä galvanometri RA on kytketty toiseen diagonaaliin kytkimen SA1 ja rajoitusvastuksen Ro kautta.

Riisi. 1. Yksittäisten tasavirtamittaussiltojen kaaviot: a — yleistä; b — tasainen muutos käsivarren suhteessa ja jyrkkä muutos vertailuhaarassa.

Kaava toimii seuraavasti. Kun virta syötetään vastusten Rx, Rl, R2, R3 kautta, virrat I1 ja I2… Nämä virrat aiheuttavat jännitehäviön vastuksissa Uab, Ubc, Uad ja Udc.

Jos nämä jännitehäviöt ovat erilaisia, potentiaalit pisteissä φa, φb ja φc eivät ole samat.Siksi, jos kytket galvanometrin päälle kytkimellä SA1, virta on yhtä suuri kuin Azr = (φb - φd) / Po.

Mittarin tehtävänä on tasapainottaa silta, eli saada pisteiden φb ja φd potentiaalit yhtä suureksi, toisin sanoen alentaa galvanometrin virta nollaan.

Tätä varten he alkavat muuttaa vastusten R1, R2 ja R3 resistanssia, kunnes galvanometrin virta on nolla.

Kun Azr = 0, voidaan väittää, että φb = φd... Tämä on mahdollista vain, kun jännite laskee Uab — Uad ja tyyppi BC. = Udc.

Korvaamalla näihin lausekkeisiin jännitehäviön arvot Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 ja Uab = I1Rx, saadaan kaksi yhtälöä: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Jakamalla ensimmäinen yhtäläisyys toisella, saadaan RHC / R1 = R3 / R2 tai RNS R2 = R1 R3

Viimeinen yhtälö on yksisiltaisen tasavirran tasapainotusehto.

Tästä seuraa, että silta on tasapainotettu, kun vastakkaisten haarojen vastusten tulot ovat yhtä suuret. Siksi mitattu resistanssi määritetään kaavalla Rx = R1R3 / R2

Todellisissa unitaarisissa silloissa joko vastuksen R1 resistanssi (kutsutaan komparaattorivarreksi) tai vastusten R3/R2 suhde.

On olemassa mittaussiltoja, joissa vain vertailuvarren vastus muuttuu ja suhde R3 / R2 pysyy vakiona. Sitä vastoin vain suhde R3 / R2 muuttuu, kun taas vertailuvarren vastus pysyy vakiona.

Yleisimpiä ovat mittasillat, joissa vastus R1 muuttuu tasaisesti ja hyppyillä, yleensä 10:n kerrannaisina, suhde R3 / R2 muuttuu (kuva 1, b), esimerkiksi yleisissä mittaussilloissa P333.

Riisi. 2.Tasavirran mittaussilta P333

Jokaiselle mittaussillalle on ominaista resistanssimittausalue Rmin - Rmax. Sillan tärkeä parametri on sen herkkyys. Sm = SGСcx, missä Sg =da /dIg on galvanometrin herkkyys, Scx =dIG/dR — piirin herkkyys.

Korvaamalla Sg ja Scx Sm:ssä, saadaan Sm = da/dR.

Joskus käytetään käsitettä mittaussillan suhteellinen herkkyys:

Cm = da/ (dR/R).

missä dR / R — resistanssin suhteellinen muutos mitatussa varressa, da — galvanometrin neulan taipumakulma.

Suunnittelusta riippuen erotetaan varasto- ja lineaariset (ennätys)mittaussillat.

Kauppapohjaisessa mittasillassa varren resistanssit tehdään pistokkeen tai vivun muodossa, moniarvoiset sähkövastuksen (resistanssit), ennätyssilloissa vertailuvarsi myymälävastuksen muodossa, ja poikkeutusvarret ovat vastuksen muotoisia, ja ne on erotettu liukusäätimellä kahteen säädettävään osaan.

Sallittu virhe, tasavirran yksittäisten mittaussiltojen tarkkuusluokka: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Tarkkuusluokan numeerinen arvo vastaa suurinta sallittua suhteellisen virheen arvoa.

Yhden DC-sillan virhe riippuu liitäntäjohtojen ja koskettimien vastusten ja mitatun resistanssin suhteellisuudesta. Mitä pienempi mitattu vastus, sitä suurempi virhe. Siksi kaksoisDC-siltoja käytetään alhaisen resistanssin mittaamiseen.

DC-kaksoissiltalaite

Kaksinkertaisen (kuusivarren) mittasillan varret ovat mitattu resistanssi Rx (ne on tehty neljällä puristimella kosketusresistanssien vaikutuksen vähentämiseksi ja ne on yhdistetty verkkoon erityisellä laitteella, jossa on neljä puristinta), esimerkki vastus Ro ja kaksi paria apuvastuksia Rl, R2, R3, R4.

Riisi. 3 Kaavio kaksoismittaussillasta

Sillan tasapaino määritetään kaavalla:

Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

Tämä osoittaa, että jos kaksi haarasuhdetta R1 / R2 ja R4 / R3 ovat keskenään yhtä suuret, vähennetty on nolla.

Huolimatta siitä, että liukusäädintä D liikuttelevat resistanssit R1 ja R4 ovat samat, vastusten R2 ja R4 parametrien leviämisen vuoksi tämä on erittäin vaikea saavuttaa.

Mittausvirheen pienentämiseksi referenssivastuksen Ro yhdistävän hyppyjohtimen resistanssi ja mitattu resistanssi Rx tulee ottaa mahdollisimman pieneksi. Laitteeseen on yleensä kiinnitetty erityinen kalibroitu vastus. r… Sitten vähennetystä lausekkeesta tulee käytännössä nolla.

Mitatun resistanssin arvo voidaan määrittää kaavalla: Rx = Ro R1/R2

Dual DC -mittaussillat on suunniteltu toimimaan vain muuttuvilla varren suhteilla. Kaksoissillan herkkyys riippuu nollaosoittimen herkkyydestä, siltapiirin parametreista ja käyttövirran arvosta. Kun käyttövirta kasvaa, herkkyys kasvaa.

Yleisimmät ovat yhdistetyt DC-mittaussillat, jotka on suunniteltu toimimaan yksi- ja kaksisiltamalleissa.