09 | 12 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3770
Просмотры материалов : 9086661

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Mail.Ru]
Сейчас на сайте:
  • 57 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Мост схем PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.06.2012 17:38

Мост схем

Никакой текст на электрических измерений можно было бы назвать полным без раздела о мостовых схемах. Эти гениальные схемы использовать нулевой баланс метра для сравнения двух напряжений, как и масштабы лабораторных весов сравнивает два веса и указывает на то, что они равны. В отличие от "потенциометр" схема используется для измерения просто неизвестные напряжения, мостовые схемы могут быть использованы для измерения всех видов электрических величин, не последним из которых является сопротивление.

Стандартная схема моста, который часто называют мостом Уитстона, выглядит следующим образом:

Когда напряжение между точками 1 и отрицательной стороне батареи равна напряжению между точками 2 и отрицательные стороны батареи, детектор нуля покажет нулевой и мост называется "сбалансированной". Состояние моста баланса зависит только от отношения R / R б и R 1 / R 2, и совершенно не зависит от напряжения питания (аккумулятор). Для измерения сопротивления с мостом Уитстона, неизвестное сопротивление связано в месте R или R б, в то время как остальные три резистора точность приборов известное значение. Каждая из трех других резисторов может быть заменен или скорректировать до моста сбалансирован, и, когда баланс был достигнут неизвестного значения резисторов может быть определена из соотношения известных сопротивлений.

Требование, чтобы это было измерительной системы должен иметь набор переменных резисторов доступны которого сопротивления точно известно, в качестве эталонов. Например, если мы связываем мостовой схемы для измерения неизвестного сопротивления R х, мы должны знать точные значения трех других резисторов на баланс для определения значения R х:

Каждый из четырех сопротивлений в цепи моста называют оружием. Резистор с неизвестным сопротивлением R х (это было бы R в приведенной выше схеме), что обычно называют реостат моста, а два других сопротивления называется отношение оружия моста.

Точная и стабильная стандарты сопротивление, к счастью, не так уж трудно построить. На самом деле, они были одними из первых электрических "стандартных" устройств, изготовленных для научных целей. Вот фотография старинные единицы стандартного сопротивления:

Это сопротивление стандарт, показанный здесь, переменная дискретно: количество сопротивление между клеммами могут быть изменены с номером и структура съемные медные зажигания вставлен в гнезда.

Уитстона мостов считается лучшей средств измерения сопротивления в серии батареи движение резистор метр схема обсуждалась в предыдущем разделе. В отличие от этой цепи, со всеми ее нелинейности (нелинейная шкала) и связанные с неточностями, мостовой схемы является линейным (математика описанием ее работы основан на простых соотношений и пропорций) и довольно точно.

Учитывая стандартные сопротивления достаточной точностью и нуль-детектора достаточной чувствительностью, точность измерения сопротивления по крайней мере, + / - 0,05% достижимы с моста Уитстона. Это предпочтительный метод измерения сопротивления в калибровочных лабораторий благодаря высокой точности.

Есть много вариаций Принципиальная схема моста Уитстона. Большинство мостов постоянного тока предназначены для измерения сопротивления, в то время как мосты работает на переменном токе (AC) может быть использован для измерения различных электрических величин, как индуктивности, емкости и частоты.

Интересная вариация на мост Уитстона является Кельвин двухместные мост, используемый для измерения очень малых сопротивлений (обычно менее 1/10 Ом). Его схема имеет как таковой:

Низкая стоимость резисторов представлены мощными линии символов, а провода, соединяющие их с источником напряжения (проведение высокий ток) также обращается густо на схеме. Это странно настроен мост, пожалуй, лучше всего понять, начиная со стандартным мостом Уитстона создана для измерения низкого сопротивления, и развивается она шаг за шагом в окончательном виде в попытке преодолеть некоторые проблемы, возникающие в стандартной конфигурации Уитстона.

Если бы мы использовали стандартный мост Уитстона для измерения низкого сопротивления, она будет выглядеть примерно так:

Когда детектор нуля указывает нулевое напряжение, мы знаем, что мост сбалансирован и что отношение R / R х и R M / R N математически равны друг другу. Зная значения R, R M, N и R таким образом, дает нам необходимые данные для решения для R х. . . Почти.

У нас есть проблема в том, что соединения и соединительные провода между R и R х обладают сопротивлением, а также, и это бродячие сопротивление может быть значительным по сравнению с низким сопротивлением R и R х. Эти паразитные сопротивления снизится существенное напряжение, учитывая высокую текущую через них, и таким образом влиять на указание детектора нуля и, таким образом, баланс моста:

Так как мы не хотим измерить эти бродячие провода и соединения сопротивлений, но только измерять R х, мы должны найти способ подключить детектор нуля, так что она не будет зависеть от напряжения упал между ними. Если подключить детектор нуля и R M / R шум оружия непосредственно на концах R и R х, это приближает нас к практическому решению:

Теперь два верхних E капель провода напряжением не имеют никакого эффекта на детектор нуля, и не влияют на точность измерения сопротивления R х 'с. Однако две оставшиеся капли провод E напряжение может вызвать проблемы, так как провод, соединяющий нижнюю часть R с верхней части R х маневровых теперь через эти две капли напряжения, и будет проводить значительный ток, представляя бродячих падения напряжения вдоль своей длине, а также.

Зная, что с левой стороны нулевой детектор должен быть подключен к двум рядом концы R и R х для того, чтобы избежать введения тех напряжения E провода падает в петлю детектор нуля, и что любой прямой провод, соединяющий эти цели из R и R х будет сам нести значительный ток и создавать более паразитных падений напряжения, единственный выход из этого затруднительного положения, чтобы сделать соединительный путь между нижним концом R и верхней части R х существенно резистивный:

Мы можем управлять паразитных падений напряжения между R и R х по размерам двух новых резисторов, так что их отношения с верхних снизить такое же отношение, как две соотношение вооружений на другой стороне нуль-детектора. Вот почему эти резисторы были помечены R м и R п в оригинальной Кельвина двухместные мост схема: для обозначения их соразмерности с R M и R N:

С отношением R м / R н равным отношением R M / R N, резистор R реостата руки регулируется до детектора нуля указывает равновесие, и тогда мы сможем сказать, что R / R х равно R M / R ^ , или просто найти R х по следующей формуле:

Фактическое уравнения баланса моста Кельвина двухместные выглядит следующим образом (R проволоки сопротивление толстой, соединительный провод между низким сопротивлением ГОСТ Р и тест сопротивления R х):

Пока соотношение между R и R M N равно отношению R м и R п, уравнение баланса не является более сложным, чем регулярные моста Уитстона с R х / R равна R N / R М, потому что последнее слагаемое в уравнении будет равно нулю, отменив последствия всех сопротивлений, кроме R х, R, R M, N и R.

Во многих Кельвина двухместные мостовые схемы, R M = R м R и N = R н. Однако, тем ниже сопротивление R м и R п, тем чувствительнее детектора нуля будет, потому что есть меньше сопротивления в серии с ним. Повышенная чувствительность детектора хорошо, потому что это позволяет меньше дисбаланса должны быть обнаружены, и, следовательно, более тонкая степень баланс моста должны быть достигнуты. Таким образом, некоторые высокоточные Кельвина двухместные мостов использовать R м и R н низкие показатели 1/100 их коллег соотношение руки (R M и R N, соответственно). К сожалению, хотя, тем меньше значения R м и R п, больший ток они будут выполнять, что позволит увеличить эффект от любой узел сопротивления представить, где R и R м н подключения к концам R и R х. Как вы видите, высокая точность инструмента требует, чтобы все ошибки производства факторы учитываются, и часто лучшее, что может быть достигнуто компромиссное минимизации двух или более различных видов ошибок.

  • ОБЗОР:
  • Мост схем полагаться на чувствительные нулевым напряжением метров, для сравнения двух напряжений на равенство.
  • Мост Уитстона может быть использован для измерения сопротивления по сравнению неизвестного резистора с точностью резисторов известное значение, как и в лабораторном масштабе меры неизвестный вес, сравнивая его с известным стандартом веса.
  • Кельвин двухместные мост вариант моста Уитстона для измерения очень низкого сопротивления. Ее дополнительные сложности в основной дизайн Уитстона необходимо избежать ошибок, в противном случае, понесенные паразитных сопротивлениях по текущему пути между низким сопротивлением стандартных и измеряемое сопротивление.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья