Особенности измерения малых сопротивлений, двойные мосты, нормируемые характеристики.

Для измерения малых сопротивлений применяется двойной мост.

Большой ток, необходимый для создания значительного напряжения на измеряемом сопротивлении, пропускается по цепи ‘1, 4, 5, 8’. В этой цепи включено образцовое высокоточное сопротивление , значение которого сопоставимо со значением измеряемого сопротивления, и в эту же цепь включается измеряемое сопротивление . Эти два сопротивления соединены толстой медной шиной с ничтожно малым сопротивлением. Контакты ‘1, 4, 5, 8’ - токовые контакты сопротивлений, контакты ‘2, 3, 6, 7’ - потенциальные контакты (зажимы).

При достижении равновесия моста

.

Метрологическими характеристиками равновесных мостов являются:

- диапазон изменения измеряемой величины,

- характеристика основной относительной погрешности,

- характеристики дополнительных погрешностей.

- напряжение питания моста.

Характеристика основной относительной погрешности нормируется двучленной формулой .

26

Применение мостов в неравновесном режиме. Причины погрешностей, нормируемые характеристики.

Мосты постоянного тока, работающие в неравновесном режиме, применяются, как измерительные преобразователи сопротивления в постоянный ток или в напряжение.

Принцип действия и назначение неравновесных мостов рассмотрим на двух примерах мостов, сопротивления плеч которых при равновесии одинаковы. Будем считать, что в измерительную диагональ включено большое сопротивление нагрузки существенно превышающее сопротивления плеч моста: .

1)

Сопротивление, приращение которого необходимо преобразовать в соответствующее изменение напряжения, включено в одно из плеч моста. Очевидно, что при = 0 мост уравновешен, и напряжение в его измерительной диагонали между точками 2 и 1 также равно 0. При изменении этого сопротивления напряжение в измерительной диагонали будет изменяться в соответствии с функцией преобразования

.

Обозначим относительное приращение сопротивления через , тогда

, .

2)

При таком включении чувствительность моста удваивается, и функция преобразования имеет вид:

.

В этом случае функция преобразования относительного приращения сопротивления в напряжение линейна:

.

Погрешность преобразования порождается нестабильностью напряжения питания моста, а также погрешностью изготовления и нестабильностью сопротивлений плеч.

Для мостов, функция преобразования которых линей­на, нормируется относительная погрешность двучленной формулой. Если нелинейность неравновесного моста проявляется значительно, то для такого моста нормиру­ется приведенная основная погрешность.

27

Мосты переменного тока, уравнение равновесия.

Мосты переменного тока предназначены для измерения комплексных сопротивлений элементов электрических цепей. Поэтому напряжение питания этих мостов - переменное, а плечи моста комплексные сопротивления:

Условие равновесия мостов переменного тока выводится по аналогии с выводом условия равновесия мостов постоянного тока и в конечном итоге выражается равенством

, (34)

где - измеряемое комплексное сопротивление (импеданс), - комплексные сопротивления - плечи моста.

Перепишем это условие в виде:

.

Этому равенству соответствует система двух равенств

. (35)

Это означает, что уравновешивать мост переменного тока необходимо по двум компонентам: по модулю и фазе. Для контроля состояния равновесия моста необходимо применять фазочувствительный нуль-индикатор, который позволяет фиксировать не только изменения амплитуды тока в измерительной диагонали, но и инверсию фазы этого тока, происходящую при переходе через положение равновесия.