Kā tiek sakārtoti un ekspluatēti līdzstrāvas mērīšanas tilti?

Vienu līdzstrāvas mērīšanas tiltu ierīce

Viena līdzstrāva sastāv no trim parauga rezistoriem (parasti regulējami) R1, R2, R3 (1. att., a), kas ir savienoti virknē ar tilta ķēdē izmērīto pretestību Rx.

Vienai no šīs ķēdes diagonālēm tiek pievadīta jauda no EMF avota GB, un ļoti jutīgs galvanometrs RA ir savienots ar otru diagonāli caur slēdzi SA1 un ierobežojošo pretestību Ro.

Rīsi. 1. Vienu līdzstrāvas mērīšanas tiltu shēmas: a — vispārīgas; b — ar vienmērīgu roku attiecības maiņu un krasām salīdzināšanas rokas izmaiņām.

Shēma darbojas šādi. Ja strāva tiek piegādāta caur rezistoriem Rx, Rl, R2, R3, strāvām I1 un I2… Šīs strāvas izraisīs sprieguma kritumu rezistoros Uab, Ubc, Uad un Udc.

Ja šie sprieguma kritumi ir atšķirīgi, tad potenciāli punktos φa, φb un φc nebūs vienādi.Tāpēc, ja ieslēdzat galvanometru ar slēdzi SA1, tad strāva, kas vienāda ar Azr = (φb — φd) / Po.

Mērinstrumenta uzdevums ir līdzsvarot tiltu, tas ir, padarīt punktu φb un φd potenciālus vienādus, citiem vārdiem sakot, samazināt galvanometra strāvu līdz nullei.

Lai to izdarītu, viņi sāk mainīt rezistoru R1, R2 un R3 pretestības, līdz galvanometra strāva kļūst par nulli.

Pie Azr = 0, var apgalvot, ka φb = φd... Tas ir iespējams tikai tad, ja sprieguma kritums Uab — Uad un tips BC. = Udc.

Aizstājot šajās izteiksmēs sprieguma krituma vērtības Uad = I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 un Uab = I1Rx, iegūstam divas vienādības: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Dalot pirmo vienādību ar otro, iegūstam RHC / R1 = R3 / R2 vai RNS R2 = R1 R3

Pēdējā vienlīdzība ir viena tilta līdzstrāvas līdzsvarošanas nosacījums.

No tā izriet, ka tilts ir līdzsvarots, ja pretējo roku pretestību produkti ir vienādi. Tāpēc izmērīto pretestību nosaka pēc formulas Rx = R1R3 / R2

Reālos unitāros tiltos vai nu rezistora R1 pretestība (ko sauc par salīdzinājuma sviru), vai pretestību attiecība R3/R2.

Ir mērīšanas tilti, kuros mainās tikai atskaites pleca pretestība, un attiecība R3 / R2 paliek nemainīga. Un otrādi, mainās tikai attiecība R3 / R2, bet salīdzināšanas sviras pretestība paliek nemainīga.

Visizplatītākie ir mērīšanas tilti, kuros pretestība R1 mainās vienmērīgi un ar lēcieniem, parasti 10 reizes, mainās attiecība R3 / R2 (1. att., b), piemēram, parastajos mērījumu tiltos P333.

Rīsi. 2.Līdzstrāvas mērīšanas tilts P333

Katram mērīšanas tiltam ir raksturīgs pretestības mērījumu diapazons no Rmin līdz Rmax. Svarīgs tilta parametrs ir tā jutīgums. Sm = SGСcx, kur Sg =da /dIg ir galvanometra jutība, Scx =dIG/dR — ķēdes jutība.

Sm aizstājot Sg un Scx, iegūstam Sm = da/dR.

Dažreiz tiek izmantots mērīšanas tilta relatīvās jutības jēdziens:

Cm= da/ (dR/R).

kur dR / R — relatīvās pretestības izmaiņas izmērītajā plecā, da — galvanometra adatas novirzes leņķis.

Atkarībā no konstrukcijas izšķir pamatnes un lineāros (rekorda) mērīšanas tiltus.

Veikalā izvietotajā mērīšanas tiltā plecu pretestības tiek izgatavotas spraudņa vai sviras veidā, elektriskās pretestības (pretestības) daudzvērtību mēri, ierakstu tiltos salīdzināšanas svira tiek izgatavota veikala pretestības veidā, un novirzes sviras ir rezistora formā, kas ar slīdni atdalītas divās regulējamās daļās.

Pieļaujamā kļūda, atsevišķiem līdzstrāvas mērīšanas tiltiem ir precizitātes klase: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Precizitātes klases skaitliskā vērtība atbilst relatīvās kļūdas lielākajai pieļaujamajai vērtībai.

Viena līdzstrāvas tilta kļūda ir atkarīga no savienojošo vadu un kontaktu pretestību samērojamības pakāpes ar izmērīto pretestību. Jo mazāka ir izmērītā pretestība, jo lielāka kļūda. Tāpēc zemas pretestības mērīšanai tiek izmantoti dubultie līdzstrāvas tilti.

Līdzstrāvas divu tiltu ierīce

Divkāršā (sešu zaru) mērīšanas tilta sviras ir izmērītā pretestība Rx (tie ir izgatavoti ar četrām skavām, lai samazinātu kontaktu pretestību ietekmi un ir savienoti ar tīklu ar speciālu ierīci ar četrām skavām), piemēram, rezistors Ro un divi palīgrezistoru pāri Rl, R2, R3, R4.

Rīsi. 3 Divu mērījumu līdzstrāvas tilta shēma

Tilta līdzsvaru nosaka pēc formulas:

Rx = Ro NS (R1/R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

Tas parāda, ka, ja divas roku attiecības R1 / R2 un R4 / R3 ir vienādas, tad atņemtais ir nulle.

Neskatoties uz to, ka pretestības R1 un R4, kas pārvieto slīdni D, ir iestatītas vienādas, pretestību R2 un R4 parametru izplatības dēļ to ir ļoti grūti sasniegt.

Lai samazinātu mērījumu kļūdu, džempera pretestība, kas savieno atsauces rezistoru Ro, un izmērītā pretestība Rx jāņem pēc iespējas mazāka. Ierīcei parasti tiek pievienots īpašs kalibrēts rezistors. r… Tad atņemtā izteiksme kļūst praktiski nulle.

Izmērītās pretestības vērtību var noteikt pēc formulas: Rx = Ro R1/R2

Duālie līdzstrāvas mērīšanas tilti ir paredzēti darbam tikai ar mainīgu sviru attiecību. Dubultā tilta jutība ir atkarīga no nulles rādītāja jutības, tilta ķēdes parametriem un darba strāvas vērtības. Palielinoties darba strāvai, palielinās jutība.

Visizplatītākie ir kombinētie līdzstrāvas mērīšanas tilti, kas paredzēti darbam ar viena un divu tiltu shēmām.