Kako so urejeni in kako delujejo merilni mostovi za enosmerni tok?

Naprava enosmernih merilnih mostov enosmernega toka

En enosmerni tok je sestavljen iz treh vzorčnih uporov (običajno nastavljivih) R1, R2, R3 (slika 1, a), ki so zaporedno povezani z izmerjenim uporom Rx v mostnem vezju.

Moč se napaja na eno od diagonal tega vezja iz vira EMF GB, visoko občutljiv galvanometer RA pa je povezan z drugo diagonalo prek stikala SA1 in omejitvenega upora Ro.

riž. 1. Sheme enosmernih merilnih mostov: a - splošno; b — z gladko spremembo razmerja roke in ostro spremembo primerjalne roke.

Shema deluje na naslednji način. Ko se napajanje napaja preko uporov Rx, Rl, R2, R3, tokovi I1 in I2 ... Ti tokovi povzročijo padec napetosti na uporih Uab, Ubc, Uad in Udc.

Če so ti padci napetosti različni, potem potenciali v točkah φa, φb in φc ne bodo enaki.Torej, če vklopite galvanometer s stikalom SA1, je tok enak Azr = (φb — φd) / Po.

Naloga merilnika je uravnotežiti most, to je izenačiti potenciale točk φb in φd, z drugimi besedami, zmanjšati tok galvanometra na nič.

Da bi to naredili, začnejo spreminjati upornost uporov R1, R2 in R3, dokler tok galvanometra ne postane nič.

Pri Azr = 0 lahko trdimo, da je φb = φd ... To je možno le, če napetost pade Uab — Uad in tip BC. = Udc.

V te izraze nadomestimo vrednosti padca napetosti Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 in Uab = I1Rx, dobimo dve enakosti: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Če prvo enakost delimo z drugo, dobimo RHC / R1 = R3 / R2 ali RNS R2 = R1 R3

Zadnja enakost je pogoj uravnoteženja enosmernega toka.

Iz tega sledi, da je most uravnotežen, ko so produkti uporov nasprotnih krakov enaki. Zato je izmerjena upornost določena s formulo Rx = R1R3 / R2

V realnih enotnih mostovih bodisi upornost upora R1 (imenovana primerjalna roka) bodisi razmerje uporov R3/R2.

Obstajajo merilni mostovi, pri katerih se spremeni le upor referenčne roke, razmerje R3 / R2 pa ostane konstantno. Nasprotno pa se spremeni le razmerje R3 / R2, upor primerjalne roke pa ostane nespremenjen.

Najbolj razširjeni so merilni mostovi, pri katerih se upor R1 gladko spreminja in s skoki, običajno večkratniki 10, spremeni razmerje R3 / R2 (slika 1, b), na primer v običajnih merilnih mostovih P333.

riž. 2.Merilni most za enosmerni tok P333

Za vsak merilni most je značilno območje merjenja upora od Rmin do Rmax. Pomemben parameter mostu je njegova občutljivost. Sm = SGCcx, kjer je Sg =da /dIg občutljivost galvanometra, Scx =dIG/dR - občutljivost vezja.

Če nadomestimo Sg in Scx v Sm, dobimo Sm = da/dR.

Včasih se uporablja koncept relativne občutljivosti merilnega mostu:

Cm = da/ (dR / R).

kjer je dR / R - relativna sprememba upora v izmerjeni roki, da - kot odklona igle galvanometra.

Glede na izvedbo ločimo standardne in linearne (rekordne) merilne mostove.

Pri prodajnem merilnem mostu so upori krakov izdelani v obliki čepa ali vzvoda, večvrednostne mere električnega upora (uporov), pri rekordnih mostovih je primerjalni krak izdelan v obliki prodajnega upora, in odklonske roke so v obliki upora, ločene z drsnikom na dva nastavljiva dela.

Dovoljena napaka enosmernih merilnih mostov enosmernega toka ima razred točnosti: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Številčna vrednost razreda točnosti ustreza največji dovoljeni vrednosti relativne napake.

Napaka posameznega enosmernega mostu je odvisna od stopnje sorazmernosti uporov povezovalnih žic in kontaktov z izmerjenim uporom. Manjši kot je izmerjeni upor, večja je napaka. Zato se za merjenje nizke upornosti uporabljajo dvojni enosmerni mostovi.

Naprava z dvojnim mostom DC

Kraki dvojnega (šesteročnega) merilnega mostu so merjeni upor Rx (izdelani so s štirimi sponami za zmanjšanje vpliva kontaktnih uporov in so povezani v omrežje s posebno napravo s štirimi sponami), primer upor Ro in dva para pomožnih uporov Rl, R2, R3, R4.

riž. 3 Shema dvojnega merilnega enosmernega mostu

Ravnovesje mostu je določeno s formulo:

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

To kaže, da če sta dve razmerji krakov R1 / R2 in R4 / R3 enaki drug drugemu, potem je odšteto nič.

Kljub temu, da sta upora R1 in R4, ki premikata drsnik D, nastavljena enako, je zaradi širjenja parametrov uporov R2 in R4 to zelo težko doseči.

Da bi zmanjšali merilno napako, je treba upor mostička, ki povezuje referenčni upor Ro, in izmerjeni upor Rx vzeti čim manjše. Na napravo je običajno pritrjen poseben kalibriran upor. r… Potem odšteti izraz postane praktično nič.

Vrednost izmerjenega upora se lahko določi po formuli: Rx = Ro R1/R2

Dvojni merilni mostovi za enosmerni tok so zasnovani za delovanje samo s spremenljivimi razmerji rok. Občutljivost dvojnega mostu je odvisna od občutljivosti ničelnega kazalca, parametrov mostnega vezja in vrednosti delovnega toka. Ko se delovni tok poveča, se občutljivost poveča.

Najpogostejši so kombinirani merilni mostovi za enosmerni tok, zasnovani za delo na shemah z enojnim in dvojnim mostom.