Практическое задание №5

Тема: «Изучение работы мостовой измерительной схемы».

Цель работы: изучить принцип действия мостовой измерительной схемы, научиться измерять сопротивление с помощью измерительной мостовой схемы и рассчитывать параметры термометрического датчика, включённого в схему.

Краткие теоретические сведения.

В основе многих контрольно-измерительных приборов лежит мостовая схема для измерения сопротивления (мост Уитсона) на постоянном токе, разработанная в 1843 году и часто используемая до сих пор.

Мостовая измерительная схема – это электрическая схема, имеющая четыре плеча, к одной диагонали которой подводится питающее напряжение, а с другой диагонали снимается выходное напряжение. Экспериментальная схема представлена в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5 - Экспериментальная схема

Четыре плеча измерительной схемы содержат два резистора с постоянными сопротивлениями R₁, R₃, один проградуированный в Омах потенциометр R₂ и одно переменное сопротивление – термометрический датчик R₄. К диагонали ab подключён источник постоянного тока, а с другой диагонали cd снимается выходное напряжение с помощью вольтметра PV. Ток, проходящий через нагревательный элемент НЭ, регулируется с помощью потенциометра R от источника переменного тока.

При равенстве падений напряжений на резисторах R₁/R₂=R₃/R₄ вольтметр PV покажет ноль. При перемещении движка потенциометра R (от положения 1 к положению n) изменяется ток, проходящий через нагревательный элемент НЭ (увеличивается), и изменяется температура нагревательного элемента НЭ (увеличивается). При изменении температуры (увеличении) изменяется сопротивление (увеличится) термометрического датчика R₄ и равновесие моста нарушается. Вольтметр PV покажет некоторое значение напряжение выхода. Перемещая движок проградуированного потенциометра R₂, и выполнив нулевое условие (стрелка вольтметра показывает ноль), шкала потенциометра R₂ покажет значение его сопротивление.

По значению этого сопротивления можно определить температуру, измеряемую термометрическим датчиком, параметры и характеристики датчика.

Задание.

Определить сопротивление термометрического датчика, включённого в измерительную мостовую схему; определить чувствительность (коэффициент передачи) датчика и измеренную температуру; построить статическую характеристику датчика R=f(t⁰).

В выводе провести анализ проделанной работы.

Исходные данные для расчёта, выбираются в соответствии с порядковым номером по списку, в таблице 5. Если порядковый номер превышает количество вариантов, то выбирается вариант по последней цифре в порядковом номере по списку. Экспериментальная схема представлена в соответствии с рисунком 5.

Таблица 5

Исходные данные для расчёта по вариантам

Вариант	Технические характеристики терморезистора						Мостовая схема
	Сопротивление при t0, R0, Ом	Начальная температура, t0, ^0С	Предел измерения температура, t, ^0С	Значение постоянных коэффициентов для ТРП		Температурный коэффициент удельного сопротивления для ТРМ, α, ^0С	Сопротивление, R1, Ом	Сопротивление, R3, Ом	Потенциометр, R2, Ом
				А, ∙ 10^-3	В, ∙ 10^-6
1	30	0	50	-	-	0,0043	60	50	42
2	60		50				60	75	52
3	90		100				90	75	120
4	120		100				90	100	135
5	150		125				110	100	220
6	100		125	3,9083	-5,775	-	110	150	88
7	200		150				120	150	200
8	300		150				120	160	300
9	400		200				200	160	625
10	500		200				200	240	500

Контрольные вопросы.

1. Что представляет собой мостовая измерительная схема?

2. Для чего применяют мостовые схемы?

3. Что является условием равновесия мостовой схемы?

4. Какие типы мостовых схем вы знаете?

5. Как производят измерения сопротивления с помощью мостовой схемы?

6. Каким образом мостовая схема применяется как элемент сравнения?