Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КВП / Тема 4

.doc
Скачиваний:
53
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
78.85 Кб
Скачать

Тема 4 ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ ЗРІВНОВАЖЕНОГО

ПЕРЕТВОРЕННЯ

Вимірювальний прилад порівняння – це прилад, який призначений для безпосереднього порівняння фізичної величини, що вимірюється, з величиною, значення якої відомо. Приладами порівняння можна виконувати вимірювання двома способами – за показаннями приладу при повному зрівноваженні впливу невідомої величини її мірою та за впливом на прилад різниці фізичної величини та міри.

Прилади порівняння відрізняються від приладів прямої дії високою точністю та складністю обслуговування. Їх використовують як вимірювальні мости та компенсатори постійного та змінного струму для вимірювання електричних та неелектричних величин.

4.1 ВИМІРЮВАЛЬНИЙ МІСТ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Одинарний вимірювальний міст постійного струму – це прилад порівняння, який складається з чотирьох резисторів R1, R2, R3, R4, в діагоналі живлення знаходиться джерело живлення, в вимірювальній діагоналі – покажчик рівноваги (див. рисунок 1).

Резистори R1, R2, R3, R4 – плечі моста;

Вузли А, В, С, D – вершини моста;

Електричне коло АС – вимірювальна діагональ;

Електричне коло ВD – діагональ живлення;

ПР – покажчик рівноваги: нуль - індикатор

Рисунок 1 – Вимірювальний міст постійного струму

Умова рівноваги вимірювального моста має вигляд:

(1)

Вимірювання за допомогою одинарного моста можна розглядати як порівняння невідомого опору Rx зі зразковим опором R2 при збереженні незмінному відношенні . Тому то плече R2 має назву плече порівняння, а плечі R3 та R4 – плечі порівняння.

Вимірювальний міст є зрівноваженим, якщо умова рівноваги виконується, напруга в вимірювальній діагоналі моста дорівнює нулю, а струм через індикатор – покажчик дорівнює нулю.

Збіжність вимірювального моста – це кількість операцій, які необхідні для досягнення рівноваги моста з найменшим часом вимірювання.

Таким чином, на умову рівноваги моста однаково впливають опори кожного з чотирьох резисторів та впливають опори покажчика рівноваги та напруга джерела живлення схеми.

4.2 ВИМІРЮВАЛЬНИЙ МІСТ ЗМІННОГО СТРУМУ

Вимірювальний міст змінного струму – це прилад порівняння, який складається з пасивних елементів. Елементами схеми є комплексні опори Z1, Z2, Z3, Z4, джерело змінного струму та покажчик рівноваги(див. рисунок 2).

Z1, Z2, Z3, Z4 – плечі моста;

Вузли А, В, С, D – вершини моста;

Електричне коло АС – вимірювальна діагональ;

Електричне коло ВD – діагональ живлення;

ПР – покажчик рівноваги: нуль - індикатор (електронний мілівольтметр).

Рисунок 2 – Вимірювальний міст змінного струму

Умова рівноваги вимірювального моста має вигляд:

(2)

(3)

Умова рівноваги показує, що міст змінного струму може бути зрівноважений при певному характері та схемі включення резисторів до плечей моста. Для рівноваги такого моста необхідно забезпечити рівність добутків модулів опорів та сум фазових зсувів в плечах. Тому міст врівноважується змінним регулюванням двох параметрів схеми. Для спрощення процесу врівноваження використовуються мости, у яких в два плеча моста включені резистори, а в два – інших реактивні елементи.

4.3 КОМПЕНСАТОР

Компенсатор – це прилад порівняння, принципу дії якого заснований на компенсації ЕРС або напруги. Спрощена схема компенсатора має вигляд (див. рисунок 3):

RР – резистор регулювання;

R0 – резистор зразковий;

RК – компенсаційний резистор;

GN – джерело зразкової ЕРС;

3, 4 – клеми підключення невідомого джерела, ЕРС якого необхідно виміряти;

SA – перемикач;

ПР – покажчик рівноваги;

GB – допоміжне джерело

Рисунок 3 – Компенсатор

Резистори RК та R0 включені послідовно, від допоміжного джерела через них проходить робочий струм, значення якого встановлюється за допомогою RР. шляхом порівняння падіння напруги на зразковому резисторі зі значенням ЕN. Для цього перемикач SA встановлюється в положення «1» та вимірюється робочий струм до тих пір, доки він не стане дорівнювати нулю, ця інформація буде на покажчику рівноваги. Можна сказати, що:

(4)

Прилад готовий до роботи. Напруга, яку необхідно вимірювати надходить на клеми ЕХ, перемикач встановлюється в положення «2». Струм проходить по колу: ЕХ - RК – ЕХ – ПР. Падіння напруги стало більшим або меншим напруги, що вимірюється. За допомогою повзунка змінюють опір на RК, і як результат, змінюється падіння напруги UК. Повзунок пересувається доки покажчик рівноваги не стане на нуль, тобто настає момент повної компенсації, а саме:

(5)

4.4 АВТОМАТИЧНИЙ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ МІСТ

Автоматичний вимірювальний міст зібраний по схемі, яка наведена на рисунку 4. Міст складається з трьох постійних резисторів R1, R2, R3 та резистора RX, опір якого необхідно виміряти, з реохорду RР, з підсилювача П, реверсивного електродвигуна М.

Рисунок 4 – Автоматичний вимірювальний міст

При підключенні вимірювального моста до мережі живлення в вимірювальній діагоналі стрілочний покажчик знаходиться в вільному положенні. При підключенні до вимірювального моста невідомого резистора в вимірювальній діагоналі з’являється напруга небалансу моста, яка через підсилювач надходить на живлення реверсивного електродвигуна. Ротор електродвигуна починає обертатися та пересувати повзунок по реохорду до моменту рівноваги мостової схеми. Напруга небалансу стає рівною нулю, електродвигун зупиняється. По положенню повзунка на реохорді можна судити щодо величини опору невідомого резистора, При зміні значення опору RX процес вимірювання здійснюється знову. Швидкодія автоматичних вимірювальних мостів 1 секунда.

Соседние файлы в папке КВП