Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки




Рис. 2.54

Рис. 2.55


няется от измерения к измерению, не будет влиять на результат измерения.

Чтобы обеспечить вьшолнение соотношения (2.96), сопротивления 7?з и 7?4 выбирают равными, а магазины резисторов R1 и R2 имеют механически скрепленные рукоятки, что также обеспечивает равенство сопротивлений 7? 1 и7?2-

Неизвестное сопротивление определяется по формуле

(2.97)

где Ro - образцовое сопротивление.

При измерении двойным мостом малых сопротивлений особое внимание следует обращать на способ присоединения измеряемого сопротивления. Нужно также считаться с возможным влиянием ЭДС, возникающей в контактах Rx и Ro- Эту погрешность можно исключить, производя измерение 2 раза с переменной направления тока при помощи переключателя SA, показанного на рис. 2.54. За значение измеряемого сопротивления принимается среднее арифметическое из результатов этих измерений. Пределы измерений двойного моста охватывают область сопротивлений от 10~ Ом до 10U0 Ом, погрешность измерения составляет 0,1-2%.

Косвенные измерения сопротивления проводятся по методу амперметра и вольтметра с применением закона Ома. Метод позволяет так организовать измерение, что по испытуемому объекту будет протекать



такой же ток, как и в рабочих условиях. Это является достоинством метода. Недостаток же его заключается в необходимости производить два отсчета одновременно. При измерениях необходимо иметь в виду наличие методической погрешности, вызванной влиянием сопротивления амперметра или проводимости вольтметра (в зависимости от схемы).

Для точных косвенных измерений используется компенсатор постоянного тока. Схема измерения содержит два последовательно включенных резистора - образцовый и испытуемый Rx. Компенсатором измеряются падения напряжения на этих резисторах Uo к Ux. Значение измеряемого сопротивления вычисляется по формуле

R = RoUx/Uo.

Измерение индуктивности и емкости. Измерение индуктивности и емкости производится в основном при помощи мостов переменного тока.- Они обеспечивают высокую точность и чувствительность при относительной простоте.

Мосты для измерения индуктивности. Для измерения индуктивности и добротности катушек применяются схемы, показанные на рис. 2.55. Первая из них» предпочтительнее при малых добротностях (Q < 30), а вторая - при больших (Q > 30). Измеряемая катушка с индуктивностью Lx и сопротивлением-R включается в первое плечо моста, образцовый конденсатор С4 и переменный резистор R4 - в противоположное плечо. Еще одним переменным элементом является резистор R3. Резистор R4 может быть включен либо параллельно (рис. 2.55, а), либо

последовательно (рис.2.55, б) с образцовым конденсатором С4. Питание осуществляется от источника переменного тока G. В соответствии с (2.77) запишем условие равновесия моста для рис. 2.55, а:

(R + /wL) [l/(l/i?4 + /WC4)] = R2R3 , (2.98)

где cj - частота напряжения питания.

Разделение действительных и мнимых составляющих уравнения приводит к соотношениям

Rx = R2R3/R4 (2.99)

L = CR2R3. (2.100)

В (2.99) и (2.100) не входит частота, следовательно, мост может бьггь уравновешен, даже если форма кривой питающего напряжения не чисто синусоидальная. Добротность катушки определяется по формуле

Qx " Vx =44- (2.101)



При фиксированной частоте напряжения питания со и постоянной емкости С4 шкалу переменного резистора R4 можно проградуировать в значениях добротности Q.

Схеме моста, представленной на рис. 2.55, б, соответствует следующее условие равновесия:

(7? + fo:L)iR4 + l coC4)i?2?3. которое соответствует системе уравнений

Rx4 +LJC =R2R3;

coL +i?4 =R4l<C4, решение которой относительно RxhL дает

R = uClRzRsRJU + (С0С4Л4)]; = R2R3CJU + (coC4i?4)]

(2.102)

(2.103)

(2.104) (2.105)

= coLJR = 1/С0С4Л4.

(2.106)

т.е. шкала переменного резистора R4 снова может быть отградуирована в значениях добротности Q.

В отношения (3.104) и (2.105) для R и Lx входит частота, поэтому мост является частотно-зависимым. Равновесие имеет место только при некоторой частоте со питающего напряжения. Если ее изменить, то равновесие нарушится.

Мосты для измерения емкости. При измерении емкости используется схема с образцовым конденсатором СЗ и переменными резисторами R2 и R4 (рис. 2.56). Исследуемый конденсатор представлен (замещен) в этой схеме последовательным соединением емкости Сх и активного сопротивления Rx- Необходимость введения Rx обусловлена, потерями в конденсаторе. Условие равновесия имеет вид

R = i?2i?3/4 (2.107)

С - CR/i/Ri-

(2.108)

Принято характеризовать потери в конденсаторе значением тангенса угла потерь tgб,который в случае последовательной схемы замещения связан с Rx соотношением


tg6 = состг

(2.109)

Рис. 2.56



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [32] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0172