Студопедия — Уравновешенные мосты.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Уравновешенные мосты.






Уравновешенные мосты подразделяются на неавтоматические и ав- томатические. В них используется нулевой метод измерения. С помощью неавтоматических мостов, используемых в лабораторных условиях, из- меряют сопротивления от 0,5 до 10 Ом.

Диагональ аb содержит источник тока (рис.2.25), а диагональ cd - нуль-индикатор НИ. В плечи моста включены постоянные сопротивления R1, R3 и регулируемое сопротивление R2, а плечо cd содержит измеряемое сопротивление Rt и два соединительных провода, каждый сопротивлением

.

Если мост уравновешен, то в диагонали cd ток равен нулю, а токи в соответствующих плечах равны, т.е. I1 = I3, I2 = It или

I1R1 = I3R3 и I2R2 =It (Rt+2 Rл), (2.37)

так как потенциалы точек с и d равны. Разделив два последние равенства

друг на друга получим:


I 1 R 1

I 2 R 2


= I 3 R 3.

It (Rt + 2 )


+ -
Еб Учитывая равенство токов

R 1 (Rt+2Rл) = R 2 R 3. (2.38) c Это уравнение выражает ус- ловие равновесия моста, которое


R1 R2


достигается путем регулирования


I1 I2

НИ


 

сопротивления резистора R2


 

до тех


а b пор, пока нуль-индикатор не пока-

жет нуль.

I3


 

R3 It


 

Отсюда Rt


= R 2


R 3 − 2

R 1


 

R л.


 

 

d

Rл Rл

 

Rt

 

 

Рис. 2.25. Уравновешенный неавтоматический мост

Еб

+ -

 

 

c

 

 

R1 R2

 

 

НИ

 

а

 

R3

 

 

d


При R3/R1= const и Rл= const

Rt=кR2.

меняется с изменением температуры окружающей среды, что приводит к искажению резуль- тата измерения. Этот недостаток может быть устранен путем трех- проводного подключения термо- преобразователей сопротивления к мосту (рис.2.26). При этом со- единении питающая диагональ до- водится (точка b) до термометра сопротивления. В результате этого соединения провода оказываются разнесенными к двум плечам мос- та: одно из - к сопротивлению R2, а другое - к Rt. Тогда условие равновесия моста имеет вид:

R3 (R2 + Rл) = R1 (Rt+ Rл),


Rл Rл Rл

 

b

 

Rt


откуда


 

 

R 3

Rt = (R 2 + )

R 1


. (2.39)


 

 

Рис. 2.26. Трехпроводная схема подключения термометра сопротив- ления к уравновешенному мосту


При симметричном мосте

(R1 = R3) Rt = R2, т.е. результат из-

мерения не зависит от . В других


случаях влияние изменения незначительно.

Недостатком уравновешенных мостов, собранных по этой схеме, яв- ляется неопределенность в измерении, которое вносит переходное сопро- тивление контакта в регулируемом плече R2. Для устранения этого не- достатка подвижный контакт располагают в измерительной диагонали, при этом регулируемое сопротивление оказывается размещенным в двух плечах. Таким образом, при уравновешивании моста путем перемещения контакта изменяется сопротивление сразу обеих плеч, а переходное со- противление контакта, располагаемое в измерительной диагонали из-за от- сутствия тока в момент уравновешивания, не сказывается на результатах измерения.

Достоинством уравновешенных мостов является независимость их показаний от напряжения питания.

В последнее время широкое распространение получают четырех-

проводные схемы включения термометра сопротивления (рис.2.27).


 

Rл1

 

Rл2

b

 

 

Rt

 

Rл3

а

Rл4


 

I

 

 

ГПТ ИП

 

Ut


 

 

Вых.сигнал


Ток I от генера- тора постоянного тока ГПТ протекает по со- противлению Rt и соз- дает на нем падение напряжения Ut = Rt I, которое в измеритель- ном преобразователе ИП и преобразуется в


Рис. 2.27. Четырехпроводная схема под-

ключения термометра сопротивления


выходной сигнал. По- скольку в данной схеме измеряется разность


потенциалов между точками a и b, то падения напряжения на сопротивле- ниях Rл2, Rл3 не оказывает влияния на результат измерения. При достаточно высоком значении входного сопротивления ИП (Rвх >> Rл1 + Rл4) влиянием сопротивлений линий Rл1, Rл4 можно пренебречь. Итак, схема обеспечива- ет независимость результатов измерения от изменения сопротивления ли- нии связи. Недостатком такой схемы является необходимость изоляции от земли либо ГПТ, либо измерительного преобразователя. Для устранения данного недостатка могут использоваться и другие, более сложные, схемы подключения термометров сопротивления к измерительному преобразова- телю с четырехпроводной линией связи.


Следует учесть, что если измерительный прибор рассчитан на четы- рехпроводную схему, то датчик к нему можно подключить и по двухпро- водной схеме. При этом дополнительная погрешность измерения, вызван- ная влиянием соединительных проводов, будет иметь величину порядка (Rл2+ Rл3)/ Rt.

Автоматический уравновешенный мост собран по схеме (рис.

2.28) с переменным сопротивлением плеч и трехпроводным подключением термометра сопротивления. Переменное сопротивление содержит три па- раллельно соединенных резистора: Rp - реохорд, выполняющий измери- тельные функции; - шунт реохорда; Rn - резистор для подгонки задан- ного значения параллельного соединения сопротивлений всей реохордной группы; Rnp, R1, R2, R3 - резисторы мостовой схемы; Рд - резистор добавоч- ный для подгонки тока из условия минимума самонагрева термометра со- противления; - резистор балластный в цепи питания для ограничения тока; Rt -термопреобразователь сопротивления; Рл - резистор для подгон- ки сопротивления соединительной линии; m - положение движка реохорда правее точки d в долях от Rnp (переменное сопротивление); n - положение

движка реохорда левее точки d в долях от Rnp.

 

 


n d

 

Rпр

 

Rп

 

 


 

m

 

 

R3

 

∼ 6,3В


 

 

РД

 

 

a Δ U ЭУ


 

220 В


 

R2

Rл R1

 

Rл Rл

 

с

Rt

 

 

b

 

Рис.2.28. Автоматический уравновешенный мост.


Для получения линейной зависимости положения движка реохорда от изменения сопротивления резистора Rt, последний включается в плечо, прилежащее к реохорду. В качестве нуль - индикатора НИ в автоматиче- ских мостах используется электронный усилитель ЭУ. Автоматические мосты питаются как переменным, так и постоянным током. В последнем случае на входе ЭУ устанавливается модулятор.

При изменении температуры t изменяется сопротивление Rt и мост выходит из равновесия, т.е. в диагонали cd появляется напряжение разба- ланса ∆U, которое усиливается усилителем ЭУ до значений, достаточных для вращения ротора РД в соответствующую сторону, в зависимости от знака разбаланса. Вал РД, связанный с движком реохорда, перемещает его до тех пор, пока разбаланс ∆U не станет равным нулю. Одновременно с движком перемещается каретка с пером и стрелкой, указывающей по шка- ле положение m движка (значение измеряемой температуры). При измене- нии t от min до mах значения движок перемещается из одного крайнего положения в другое.

Пусть при температуре, соответствующей начальному значению шкалы прибора, измеряемое сопротивление Rt равно Rtнач, а при изменении температуры: Rt = Rtнач +∆Rt.

Условие равновесия для этих двух случаев можно представить в ви-


де:


 

 

(Rtнач + Rл + Rд + Rпр)R2 = (R1 + Rл)R3 (2.40)

и

(Rtнач + Rл + Rд + Rпр + Δ Rt - mRпр)R2 = (R1 + Rл) (R3 + mRпр). (2.41)


Вычитая из (2.41) (2.40) и решая относительно m, получим:


m = Δ Rt


R 2.

Rпр (R 1 + + R 2)


 

Отсюда видно, что m - линейная функция ∆Rt, а также, несмотря на трехпроводную схему соединения термометров сопротивления с мостом, показания последнего зависят от изменения сопротивления сое- динительных проводов. Однако эта зависимость незначительна и при из- менении температуры до 40°С изменение сопротивления проводов при- водит к изменению показаний прибора в пределах (0,05-0,1)% от норми- рующего значения измеряемой величины для различных диапазонов изме- рения.


Полностью отсутствует влияние сопротивления соединительных проводов при симметричном мосте, т.е. когда

R1 = Rt + Rд + Rnp - mRnp.

Так как это условие может быть выполнено для одной температуры,

то обычно его выполняют для температуры tcp, соответствующей середине

шкалы. При этом R1(Rtcp + Rд + Rnp)/2.

Выпускаемые автоматические мосты отличаются друг от друга на-

значением, конструкцией, размерами, точностью измерения и другими техническими характеристиками, но измерительная схема их включения незначительно отличается от схемы, приведенной на рис.2.27. Классы точ- ности мостов 0,25; 0,5; 1, а время пробега стрелки всей шкалы 1; 2,5 и 10 с. В автоматические мосты встраиваются электронные и пневматические ре- гулирующие устройства и устройства сигнализации; для дистанционной передачи показаний - преобразователи пневматические, токовые, частот- ные и др.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1616. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Выработка навыка зеркального письма (динамический стереотип) Цель работы: Проследить особенности образования любого навыка (динамического стереотипа) на примере выработки навыка зеркального письма...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия