Задание на СРС. Привести схему цифрового моста рис

Привести схему цифрового моста рис. 11.39 [ОЛ1] стр 254.

Задание на СРСП

Запишите уравнение баланса мостов рис. 11.3а,б.

Глоссарий

Термин	Каз.яз.	Англ.яз
Цепи с сосредоточенными параметрами Омметр Мостовая схема Уравнение баланса Равновесие моста Нуль-индикатор	Күрмеулер жинастыр- параметрлермен Омметр Көпірдің нобайы Теңгерімнің уравнение Көпірдің равновесие Нуль-индикатор	Chains with the concentrated parameters Ohmmeter Bridge scheme Balance equation Balance of the bridge Null indicator

ЛЕКЦИЯ №12

РЕЗОНАНСНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЦЕПЕЙ

Краткое содержание лекции

При резонансных методах измерений используются физические явления в колебательных контурах и генераторах. Эти методы подраз­деляются на контурные и генераторные.

Контурные методы. Резонансная частота колебательного контура , его емкость и индуктивность связаны известным соотноше­нием:

Это выражение можно использовать при измерении любого параметра, входящего в него, если известны два других. Реальные колеба­тельные контуры имеют потери и характеризуются значением добротности Q. Добротностью контура называют отношение реактивного сопротивления конденсатора или катушки при резонансе к его активному сопротивлению (рис. 12.1):

где — характеристическое сопротивление контура; — активное сопротивление контура (в основном активное сопротивление катушки); , , — значения емкости, индуктивности и частоты при резонансе.

Рис. 12.1

В момент резонанса ток в контуре

,

где — напряжение на конденсаторе контура в момент резонанса; E — вводимая в контур ЭДС. Отсюда

.

т. е. напряжение на реактивном сопротивлении контура в момент ре­зонанса в Q раз больше вводимой ЭДС.

Измерение емкости. Косвенный метод. Генератор, слабо связанный с контуром, перестраивают до получения резонанса в конту­ре (рис. 2, а), что определяется по максимуму показаний электрон­ного вольтметра PV1.

Зная и , из формулы находят .

Шкала генератора может быть отградуирована в значениях емко­сти. Погрешность измерения указанным методом будет зависеть от точности определения значений и . Источником погрешности является и то, что измеряемая емкость является суммой емкости испы­туемого конденсатора, емкости соединительных проводов и собствен­ной емкости катушки.

Рис. 12. 2

Рис. 12. 3

 

Измерение индуктивности контурным и генераторным резонансны­ми методами производится так же, как и измерение емкости, с исполь­зованием тех же формул. Так, универсальный измерительный прибор Е7-5, рассмотренный выше, используется и для измерения индуктив­ности катушек. В отличие от конденсаторов измеряемая катушка вклю­чается в контур генератора последовательно с образцовой.

Измерение добротности. Достаточно универсальным прибором для измерения параметров цепей на высоких частотах является куметр. Он позволяет не только измерить добротность катушек индуктивности Q, но и получить ряд дополнительных схем для измерения индуктив­ности, емкости, сопротивления потерь и собственной емкости катушек индуктивности.

 

 

Рис. 12.4. Функциональная схема куметра

 

Высоко­частотный генератор G снабжен градуированной шкалой для установки частоты. Выходное напряжение генератора регулируется и измеряет­ся электронным вольтметром РV1. Через емкостный делитель С1С2 часть напряжения генератора вводится в измерительный контур. Из­мерительный контур состоит из образцового конденсатора переменной емкости и катушки L. Индикатором резонанса служит электрон­ный вольтметр РV2, измеряющий напряжение на конденсаторе. В мо­мент резонанса , и если поддерживать значение Е строго опре­деленным и условно принять за единицу, то вольтметр PV2 можно проградуировать непосредственно в единицах добротности. Конденсатор делителя С2 имеет емкость, много большую, чем С1, и не оказывает влияния на резонансные свойства контура.

Измерение куметром индуктивности и сопротивления потерь ка­тушки. Подсоединив измеряемую катушку к куметру и установив ча­стоту генератора, изменением емкости образцового конденсатора на­страивают контур в резонанс по максимуму отклонения стрелки вольт­метра. Это будет действующее значение добротности контура. Так как образцовый воздушный конденсатор куметра имеет незначительные по­тери, можно считать, что измеренное значение добротности контура определяется лишь катушкой. Действующее значение индуктивности измеряемой катушки определяют косвенным методом по известным зна­чениям частоты (на шкале генератора) и емкости (на шкале образцово­го конденсатора):

На ряде фиксированных частот куметр позволяет определить дей­ствующее значение индуктивности катушек непосредственно по шкале, нанесенной на лимб конденсатора переменной емкости.

Определение собственной емкости катушек индуктивности. Измерение индуктивности катушек куметром позволяло определить ее действую­щее значение. Если же необходимо знать истинное значение индуктив­ности, то требуется определить величину собственной емкости катушки, что можно выполнить при помощи куметра несколькими способами. Проводят ряд измерений и результаты — значения емкости образцового конденсатора и частоты генератора — заносят в таблицу и строят график (рис. 5). По оси абсцисс откладывают зна­чение Собр, а по оси ординат — 1/f²рез. Зависимость между этими значениями — линейная. Отрезок, отсекаемый продолжением прямой на отрицательной части оси абсцисс, определяет в выбранном масшта­бе значения CL. Это как бы такая отрицательная емкость, которая могла бы скомпенсировать реально существующую собственную емкость катушки. График пересекает ось ор­динат в точке 1/f²о, где f₀ — собственная частота катушки.

Контрольные вопросы

12.1. Поясните методы измерения добротности контура.

12.2. Почему с помощью куметра или генераторными методами измеряется не ис­тинное значение параметров L, С, Q, а их действующее значение?