Уравновешенные мосты.
Уравновешенные мосты применяются в качестве вторичных приборов, работающих в комплекте с первичными преобразователями – электрическими термометрами сопротивления (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Трехпроводная схема включения термометра
сопротивления в измерительный мост
Мост состоит из двух постоянных резисторов R 1 и R 3 и регулируемого R 2. В плечо bd включено измеряемое сопротивление R t. На рис. 1.2 изображена так называемая схема подключения термометра, когда сопротивление одного провода R пр последовательно соединено с регулируемым сопротивлением R 2, а второго – с сопротивлением термометра R t.
В диагональ питания cd включается источник питания, а в измерительную диагональ ab включается нуль–индикатор.
Мост называется уравновешенным, если в момент измерения ток I 0 в измерительной диагонали равен нулю. В соответствии с первым законом Кирхгофа токи в соответствующих плечах равны: I 1 = I 2 и I 3 = I t. Тогда согласно второму закону Кирхгофа падение напряжения на сопротивлениях R t и R 3 одинаково:
Падение напряжения на сопротивлениях плеч ad и bd также одинаково:
Разделив равенство (1.8) на равенство (1.9), получим:
С учетом равенства сопротивлений R 1 и R 3 и токов I 1 = I 2, I 3 = I t имеем:
Для измерения сопротивления термометра R t необходимо с помощью регулируемого сопротивления R 2 уравновесить мост, установив стрелку нуль индикатора на нулевую отметку. Тогда искомое сопротивление R t определяется по величине сопротивления R 2. Сопротивление соединительных проводов, которое может изменяться с изменением температуры окружающей среды, не оказывает влияния на результат измерения.
В автоматических уравновешенных мостах подвижный контакт регулируемого сопротивления – реохорда располагают в измерительной диагонали так, что регулируемое сопротивление оказывается размещенным в двух плечах. При этом переходное сопротивление контакта из–за отсутствия тока в момент уравновешивания не сказывается на результатах измерения (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Схема автоматического уравновешенного моста
Регулируемое сопротивление содержит три параллельно соединенных резистора: R p – собственно реохорд, движок которого перемещается с помощью реверсивного двигателя для установления состояния равновесия; R ш – шунт реохорда; R п – резистор для подгонки заданного значения параллельного соединения сопротивления реохордной группы; R 1, R 2, R 3 – резисторы мостовой схемы; R д – добавочный резистор для подгонки тока; R б – резистор балластный в цепи питания для ограничения тока; R t – термометр сопротивления; R л – резисторы для подгонки сопротивлений соединительной линии.
При изменении температуры в объекте изменяется сопротивление термометра R t и мост выходит из равновесия. В измерительной диагонали моста появляется напряжение U ab, которое подается на вход электронного усилителя, являющегося нуль–индикатором. В зависимости от знака небаланса выходной вал реверсивного двигателя переместит движок реохорда до состояния равновесия моста, когда U ab = 0. Вместе с движком реохорда перемещается стрелка, указывающая значение измеряемой температуры. Шкалы автоматических мостов градуируют в градусах Международной практической шкалы с учетом градуировки термометра сопротивления. Последняя обязательно указывается на шкале прибора.
Выпускаются мосты одноточечные и многоточечные с записью на дисковой или ленточной диаграмме; классы точности автоматических мостов равны 0,25; 0,5 и 1,0. В автоматические мосты встраиваются электрические и пневматические регулирующие устройства и преобразователи [3].
При измерении температуры электрическими термометрами сопротивления основными источниками погрешностей измерения являются:
1. Отклонение градуировочной характеристики термометра сопротивления от стандартной градуировочной таблицы, что неизбежно при изготовлении термометра сопротивления.
2. Изменение сопротивления проводящих проводов с изменением температуры окружающей среды, даже при трехпроводной схеме подключения [2].
3. Основная погрешность и вариация прибора.
4. Отклонение температуры прибора от нормальной.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Электрический уравновешенный мост.
Электрическим мостом принято называть 4 сопротивления, активных или реактивных, соединенных друг за другом по кольцу. Каждое из сопротивлений называется плечом моста. Плечи, имеющие общую точку, — смежные плечи моста, а плечи, не имеющие общих точек, — противоположные. dc – питающая диагональ моста, к ней подключается источник питания. bd – измерительная диагональ моста, в нее включается измерительный прибор. В уравновешенных мостах этим прибором служит 0-индикатор, например, магнитоэлектрическая система.
Мосты широко применяются для измерения сопротивлений R различных чувствительных элементов, например, фоторезисторов, тензорезисторов, терморезисторов.
Измерение с помощью уравновешенного моста осуществляется следующим образом: наблюдают за положением стрелки 0-индикатора и перемещают движок переменного резистора R до тех пор, пока стрелка не установится на нулевой отметке. Такое состояние моста – равновесие. В этом случае потенциалы точек b и d одинаковы, а через измерительную диагональ ток равен 0.
Значение R определяют по положению движка переменного резистора на шкале Шк.
Наибольшее применение имеют уравновешенные мосты постоянного тока с активными резисторами.
Состояние равновесия моста может быть описано системой уравнений (1), (2) и (3) , которую в соответствии с законом Ома можно преобразовать к виду:
Уравнение (7) является условием равновесия моста.
В положении равновесия произведение сопротивлений противоположных плеч моста равны.
Следовательно, из уравнения (7) получаем уравнение (8), из которого можно видеть, что о значении искомого R можно судить по значению переменного сопротивления R . Оно справедливо в том случае, если сопротивление проводов постоянно.
Из уравнения (7) также следует, что изменение напряжения питания моста не влияет на результат измерения.
Трехпроводная схема подключения измеряемого резистора (сопротивления) к уравновешенному мосту.
Очень часто измеряемый резистор подключается к мосту с помощью длинных проводов, поэтому могут возникать погрешности, связанные с изменением сопротивления проводов от температуры. Поэтому в уравнении (8) такое явление будет отождествляться с изменением сопротивления R .
Для исключения влияния проводов на результат измерения и применяют трехпроводную схему подключения к мосту. Если в предыдущей схеме к резистору подходят 2 провода, то в данной схеме – 3. А именно: 1 полюс источника питания также подключается к резистору R в точке С`. Используя условие равновесия моста для данной схемы, можно записать уравнение (*).
Решая последнее уравнение относительно R , и предварительно изготавливая R и R равными друг другу, можно видеть, что при всех изменениях сопротивления проводов, они не влияют на результат измерений.
Автоматические уравновешенные мосты.
Автоматический уравновешенный мост функционирует так же, как и мост с ручным уравновешением. Отличие: в качестве 0-индикатора здесь используется электронный усилитель. Причем питание уравновешенных мостов с активными сопротивлениями осуществляется от источников с переменным током. Когда из-за изменения сопротивления R возникает разбалансирование электрического моста, этот разбаланс воспринимается ЭУ, усиливается, и управляет работой реверсивный двигатель РД. Ротор двигателя механически соединен с движком резистора R (конструкция этого резистора аналогична конструкции реохорда потенциометра). Перемещение ротора двигателя будет происходить до тех пор. Пока разность потенциалов между точками b и c не станет равной 0. по положению стрелки, которая соединена с ротором, на шкале судят о значении сопротивления R .
Такие приборы выпускаются показывающими, самопишущими, одно- и многоточечными. Класс точности Λ =0,25-1,5.
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад