39. Измерения параметров компонентов цепей с сосредоточенными параметрами. Классификация методов и их метрологическая оценка.

Не до конца (ответ на «метрологическая оценка» не найден).

1)Основными параметрами цепей с сосредоточенными постоянными являются ёмкость, индуктивность, активное сопротивление, которые сосредоточены в конденсаторе, катушке или резисторе, а не распределены в проводнике, длина которого соизмерима с длиной волны. Измерение параметров цепей занимает большой объём в общем комплексе измерений, причем в зависимости от диапазона частот применяют различные методы. Активные сопротивления, если не требуется высокой точности, измеряют методом деления напряжений на постоянном токе (в омметрах). При необходимости точных измерений используют мостовые методы. На высоких частотах, когда сказываются резонансные свойства, пользуются резонансными методами. Широко распространенные цифровые измерители используют как перечисленные методы, так и специфические, реализуемые только в цифровом виде.

Если 1) не подойдет, то 2).

2)Электрические цепи представляют собой совокупность соединенных друг с другом элементов – источников электрической энергии и нагрузок в виде резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов. При определенном допущении эти элементы можно рассматривать как линейные пассивные двухполюсники с сосредоточенными постоянными, характеризуемые некоторыми идеальными параметрами: сопротивлением R, индуктивностью L, емкостью С. Кроме того, для колебательных цепей и катушек индуктивности непосредственно измеряется важный вторичный параметр – добротность Q, а для конденсаторов – тангенс угла потерь tg)

Классификация:

1.Прямые методы

Различают две схемы включения: с последовательным (а) для измерения больших сопротивлений и параллельным (б) для – малых.

а)

б)

2.Резонансные методы

Резонансные методы можно условно разделить на два варианта : контурный и генераторнй

В резонансных методах используется зависимость между индуктивностью, ёмкостью и частотой, а также зависимость между активными сопротивлениями и токами(напряжениями) в резонансных контурах.

Резонансные методы применяются на высоких частотах, где резонансные явления выражены более резко, что позволяет получить высокую точность измерений.

Контурный вариант.

Реализуется большей частью с помощью прибора, называемого куметром.

(Упрощенная схема)

Прибор включает градуированный генератор с плавно регулируемой высокой частотой (причём устанавливаемая частота известна), колебательный контур, состоящий из градуированного образцового конденсатора переменной ёмкости и образцовой катушки индуктивности, делитель напряжения, образованный конденсаторами постоянной ёмкости С1 и С2 и связывающий генератор с колебательным контуром, два электронных вольтметра, один из которых V1 измеряет напряжение на выходе генератора, а второй V2 - на образцовом конденсаторе. Куметр снабжен набором образцовых катушек индуктивности, подключаемых к клеммам Lx и позволяющих получить с образцовым конденсатором частоту в широком диапазоне. Кроме того, в клеммы Сх можно включить измеряемый объект – конденсатор или измеряемый двухполюсник.

Генераторный вариант

Измеряемая катушка индуктивности включается в контур генератора 2 последовательно с катушкой контура. После этого увеличивают ёмкость переменного конденсаторы С1обр до достижения равенства частот обоих генераторов (фиксируется по индикатору). Тогда имеет место равенство:

(С01 + С1обр)L01=C02(L02+Lx), откуда

LxC02=C01L01+C1обрL01 – C02L02= (C01L01 – C02L02)+ C1обрL01,

но так как из начального равенства частот следует

С01L01=C02L02,

то окончательно получаем:

Lx = L01C1обр/С02