evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 18
Текст из файла (страница 18)
3 4 п у н к т и р о м . Я с н о , что э т и м к в а д р а т о м определяетсяобластьзначенийнапряженийUx,которыемогутбытьизмерены данным потенциометром. Момент компенсации напряженийUxио т м е ч а е т с я по у к а з а т е л ю н у л я PG, в к а ч е с т в е к о т о р о г о м о ж е тИкбыть использован вибрационный гальванометр.Двешкалы,относящиесяединицах н а п р я ж е н и я .
Поикэтимр е о х о р д а м АВ ишкаламCD,градуируются всчитываютсян а п р я ж е н и я Г/аUp с о о т в е т с т в е н н о . Г р а д у и р о в к а с п р а в е д л и в а п р и о п р е д е л е н н ы х значениях рабочего т о к а /р+ UUx=а фаза*МхU=можети ч а с т о т ы со. В м о м е н т к о м п е н с а ц и и2 73l'< -быть найдена по)формулеи2У а-74(- )Т а к и м о б р а з о м , о б а п а р а м е т р а н а п р я ж е н и я U x о к а з ы в а ю т с я измеренн ы м и . С л е д у е т у к а з а т ь , что с о г л а с н о в ы р а ж е н и ю ( 2 . 7 2 ) т о к _ / 2 , а следов а т е л ь н о , и н а п р я ж е н и е Г/р з а в и с я т не т о л ь к о от р а б о ч е г о т о к а / р , но ио т ч а с т о т ы со.
П о э т о м у п р и р а б о т е н а ч а с т о т е , о т л и ч н о й о т номинальной, градуировка ш к а л ыначастотуживатьслужитотношениеUpбудет нарушена. Д л я в н е с е н и я п о п р а в к ир е з и с т о р Rt, п р и п о м о щ и к о т о р о г о м о ж н о поддерт о к о в J?l±$постояннымво п р е д е л е н н о м диапазоне изменения частоты.69Компенсаторыпеременноготоказначительноуступают по точностик о м п е н с а т о р а м п о с т о я н н о г о т о к а . Это с в я з а н о с т е м , что рабочий т о кприходитсяустанавливатьпоамперметрам,ш е м с л у ч а е с о о т в е т с т в у е т к л а с с у 0,1ластипримененияповеркакомпенсаторовприборов,комплексногомодулиапеременноголабораторныесопротивления,измеряемыхк о т о р ы х в лучнотокаизмеренияособенновеличинточностьи л и 0 , 2 .
П о э т о м у к о с н о в н о й обиеслиихотноситсянапряжения,важнофазызнатьне(аргументы).токанеитолькоТокисопротивление измеряют косвенно, опираясь на закон Ома.2.9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫОбщие понятия. В а ж н ы м к л а с с о м у с т р о й с т в , предназначенных дляизмерения параметровэлектрических цепейемкости,индуктивности и др.)методом сравнения,(сопротивления,являютсямосты.С р а в н е н и е и з м е р я е м о й в е л и ч и н ы с о б р а з ц о в о й м е р о й , к о т о р о е произв о д и т с я в процессе и з м е р е н и я п р и п о м о щ и моста, м о ж е т осуществлятьсявручнуюилиавтоматически,напостоянномилинапеременномт о к е .
В п р о с т е й ш е м случае м о с т о в а я с х е м а с о д е р ж и т четыре резистора,соединенных в кольцевойнарныймостэтого контураплечны,( р и с . 2 . 3 5 ) . Р е з и с т о р ы Rl, R2, R3 и R4н а з ы в а ю т с я плечами м о с т а , а т о ч к и с о е д и н е н и я с о с е д н и х— вершинаминазываютм о с т а . Ц е п и , с о е д и н я ю щ и е п р о т и в о п о л о ж н ы е вершидиагоналями.н и к п и т а н и я GBмостаз а м к н у т ы й к о н т у р .
Т а к у ю с х е м у и м е е т одипостоянного токаа другаяперменноготокаОднаиз(1—2)— у к а з а т е л ь р а в н о в е с и я PG. В случаеегоплечидиагоналеймогутс о д е р ж и т источ(3-4)включать всебя не толькор е з и с т о р ы , н о т а к ж е к о н д е н с а т о р ы и к а т у ш к и и н д у к т и в н о с т и , т . е . сопротивления могут иметь к о м п л е к с н ы й характер.Мостн а з ы в а е т с я уравновешенным,точками 1еслиразностьпотенциаловмеждуи 2 р а в н а н у л ю , т . е . н а п р я ж е н и е на д и а г о н а л и , с о д е р ж а щ е йи н д и к а т о р нуля, отсутствует и т о к через и н д и к а т о р равен нулю.С о о т н о ш е н и е м е ж д у с о п р о т и в л е н и я м и п л е ч , п р и к о т о р о м м о с т уравновешен,называетсяполучить,используяусловиемзаконыравновесияКирхгофамоста.дляЭторасчетаусловиеможномостовойсхемы.Н а п р и м е р , д л я о д и н а р н о г о м о с т а п о с т о я н н о г о т о к а з а в и с и м о с т ь протекающегочерезпротивленийпитанияиндикаторплеч,нуля(гальванометр)сопротивлениягальванометраPGтокаRQиотсонапряженияUимеет в и д=17 (Я ! Я 4G-R2R3)RG(Ri + R2)(R3 + Д 4 ) + Д1 * 2 ( ^ 3+Д 4 ) + Д 3 Д 4(Дi+R2)(2.75)ТокIQRtR470=0=R2R3.при(2.76)Это и есть у с л о в и е р а в н о в е с и я о д и н а р н о г о м о с т а п о с т о я н н о г о т о к а ,котороемостможносформулировать следующим о б р а з о м : д л я того чтобыбыл уравновешен, произведения сопротивлений противолежащихплеч д о л ж н ы б ы т ь р а в н ы .
Е с л и с о п р о т и в л е н и е о д н о г о и з п л е ч неизвестн о ( н а п р и м е р , i ? ! = Rx), т о у с л о в и е ( 2 . 7 6 )Rx=будет иметь в и дR2R3/R4Т а к и м о б р а з о м , и з м е р е н и е п р и п о м о щ и о д и н а р н о г о м о с т а м о ж н о рассматривать к а к сравнение неизвестного сопротивления Rx с о б р а з ц о в ы мс о п р о т и в л е н и е м R 2 п р и с о х р а н е н и и н е и з м е н н ы м о т н о ш е н и е м R3/R4.По э т о й п р и ч и н е п л е ч о R2 н а з ы в а ю т плечом сравнения, п л е ч и R3 и R4 плечамиотношения.Одинарные м о с т ы могут также работать на переменном т о к е .
В этомслучае с о п р о т и в л е н и я п л е ч я в л я ю т с я к о м п л е к с н ы м и . О б о б щ е н н а я схема моста переменного т о к а представлена на рис. 2.36. И н д и к а т о р о м нуляо б ы ч н о с л у ж и т э л е к т р о н н ы й м и л л и в о л ь т м е т р . В о з м о ж н о т а к ж е использованиетрубки.э л е к т р о н н о г о и н д и к а т о р а н у л я на базе электронно-лучевойЭ л е к т р о н н ы е и н д и к а т о р ы и м е ю т о ч е н ь б о л ь ш о е в х о д н о е соп р о т и в л е н и е , что в ы г о д н о о т л и ч а е т и х о т э л е к т р о м е х а н и ч е с к и х устр о й с т в , т а к и х , к а к в и б р а ц и о н н ы й г а л ь в а н о м е т р и л и т е л е ф о н н ы е наушн и к и , к о т о р ы е тоже иногда используются в качестве индикаторов нуля.Аналогичносоотношению(2.76)условиеравновесияодинарногомоста переменного тока имеет вид_ , Z 4 = Z2Z3,(2.77)Hгде Z b Z 2 , Z 3 Z<t — К о м п л е к с н ы е с о п р о т и в л е н и я плеч.К а к и з в е с т н о , л ю б о е к о м п л е к с н о е ч и с л о _ Z м о ж н о п р е д с т а в и т ь в показательнойформе:Z - z e ^ .
Используя 'этопредставление, получим71вместо условия (2.77) равенствоz , ^1^ * *f= z2e'^z3e ^,(2.78)к о т о р о е справедливо т о л ь к о в т о м случае, если в ы п о л н я ю т с я вытекающие из него с о о т н о ш е н и яziz4=z2z3(2.79)и01+ 04 = 02 + 0 з -(2.80)/Условиелексныхсопротивлений(2 8 0 ) ,ко(2.79), требующееравенства произведений м о д у л е й компп р о т и в о л е ж а щ и х плеч, д о п о л н я е т с я у с л о в и е мналагающим требованиеодновременноевыполнениеравенствас у м м и х а р г у м е н т о в .
Тольсоотношений(2.79)и(2.80)обеспеч и в а е т р а в е н с т в о н у л ю н а п р я ж е н и я на д и а г о н а л и 1—2, в к о т о р у ю включен и н д и к а т о р н у л я Р К ( р и с . 2 . 3 6 ) .У с л о в и я р а в н о в е с и я м о ж н о записать иначе, если в о с п о л ь з о в а т ь с я непоказательной, а алгебраической ф о р м о й представления к о м п л е к с н ы хчисел Z =R + jX, г д е R n X — в е щ е с т в е н н а я и м н и м а я ч а с т и соответственн о . В н а ш е м случае с и м в о л о м ^ обозначено к о м п л е к с н о е сопротивление, a R и X представляют собой активную и реактивную составляющие.В алгебраической ф о р м е условие (2.77) перепишется в виде+ /ЯГО ( * 4(Ry+ /ЯГ4) = (R2+ /ЯГ 2 )(Яз+ /ЯГз).(2.81)Э т о р а в е н с т в о в ы п о л н я е т с я , е с л и с п р а в е д л и в ы р а в е н с т в а д л я активн ы х и р е а к т и в н ы х частей:— Х\Х4R1R4= R2R3— ЯГ2ЯГ3(2.82)+ R3X2 .(2.83)иЛ,ЛГ 4 + R4XiВновь= R2X3требуетсяодновременноевыполнениесоотношений(2.82)и (2.83).Д в е пары равенств(2.79),( 2 .
8 0 ) и ( 2 . 8 2 ) , ( 2 . 8 3 ) п о л н о с т ь ю равноп р а в н ы , и в ы б о р т о г о и л и д р у г о г о о п р е д е л я е т с я с о о б р а ж е н и я м и удобства п р и расчетах к о н к р е т н ы х м о с т о в ы х с х е м . Ч т о б ы о б е с п е ч и т ь выполнениеДЕуху с л о в и й о д н о в р е м е н н о , н е о б х о д и м о и м е т ь н е м е н е е д в у х рег у л и р у е м ы х э л е м е н т о в . И м и чаще всего я в л я ю т с я р е з и с т о р ы и конденс а т о р ы , п о с к о л ь к у о н и д о п у с к а ю т б о л е е т о ч н у ю р е г у л и р о в к у , ч е м катушкииндуктивности.Нап р а к т и к е важно, чтобы мост м о ж н о былобыстро, с наименьшим числом элементарных операций по регулировке,у р а в н о в е с и т ь .
Ч и с л о т а к и х о п е р а ц и й , н е о б х о д и м ы х д л я д о с т и ж е н и я равновесия,72характеризует"сходимость"моста.Правильныйвыборр е г у л и р у е м ы х э л е м е н т о в и их п о л о ж е н и я в плечах моста обеспечиваетнаилучшуюсходимость,аследовательно,инаименьшеевремяизмерений.Чувствительностьчувствительностимостамостов.Всоответствииэлектроизмерительныхопределяется к а ксотношение изменения(тока, напряжения, мощности)общимприборовопределениемчувствительностьсигналанаего выходек в ы з в а в ш е м у его и з м е н е н и ю измеряем о й в е л и ч и н ы ( с о п р о т и в л е н и я , е м к о с т и и д р . ) , т.е.(2.84)S = dY/dX,где S— чувствительность;Y — в ы х о д н а я в е л и ч и н а ; X — в х о д н а я величина.Если использовать конечные приращения, то чувствительностьS « AY/AX,причем(2.85)приращениевходнойвеличиныАХ должно быть взято вблизиравновесия.Т а к к а к м о с т с о с т о и т и з м о с т о в о й с х е м ы и у к а з а т е л я , т о у д о б н о рассматриватьчувствительностьмоставвидепроизведениячувствитель-ностей мостовой с х е м ы и индикатора н у л я : S = Д ^ х ^ и н В с л у ч а е м о с т а п о с т о я н н о г о т о к а , к о г д а и н д и к а т о р о м с л у ж и т магнитоэлектрическийнениестрелкигальванометр,иливыходнойсветовоговеличинойуказателя,аявляетсявходной—отклоизмеряемоес о п р о т и в л е н и е R x = R l .
Тогда выражение (2.82) принимает видS = Aa/ARi .(2.86)Чувствительностьмостаможнопредставитьввидепроизведениядвух величинS =(Да/Д/сНдудд,) =SGScxJ ,(2.87)г д е AIQ — т о к , п р о т е к а ю щ и й ч е р е з р а м к у г а л ь в а н о м е т р а ; 5 ^ — чувствительностьгальванометра,aScxj—чувствительностьмостовойсхемык току.АналогичноможноопределитьнапряжениюScxUдящиеопределениявэти-AUQ\AR\чувствительностьиAUQкAPGИмостовой схемы км о щ н о с т и SQxpявляются- APg/AR^. Вхоприращенияминапряжения и мощности в цепи гальванометра.Еслинапримермал,леетоиспользуетсяиндикаторэлектронныйчувствительностьподходящейсиндикатор,схег.'.ь»характеристикой.коченьтоквысокимсопротивлением,через к о т о р ы й п р е н е б р е ж и м он а п р я ж е н и ю Scxu я в л я е т с я наибоТребуемаячувствительностьдостиг а е т с я р а ц и о н а л ь н ы м в ы б о р о м м о с т о в о й с х е м ы , и н д и к а т о р а н у л я и напряжения питания моста.73Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
