Мосты постоянного и переменного токов. Условие равновесия. Применение. Четырехпроводная- Схема соединения для измерения сопротивления.

Одинарные мосты постоянного тока.

Ток измерительного механизма будет равен Из соотношения видно, что при R1R3=R2R4- ток прибора равен 0, т.е мост будет уравновешен. Пусть R1= R2 *R4/R3.- в этом случае сопротивление R4 и R3- плечо отношения, а R2-плечо сравнения.
На результат измерения уравновешенных мостов почти не влияет напряжение питания, благодаря этому мосты нашли широкое применение при точных измерениях. В неравноместных мостах сопротивление Rx определяется по измеренному току или напряжению. Точность измерения хуже, но иногда это удобно в эксплуатации.
Конструктивно мосты отправляются в виде переносных приборов и лабораторных установок. Плечи сравнения и сопротивления выполнены с помощью магазина сопротивлений.
Нуль- индиктатор может быть встроен или наружным. При измерении малых сопротивлений(меньше 10 Ом)применяют калибровку провода или четырехзажимное сопротивление Rx.

На практике широкое применение получили автоматические мосты. С помощью них измеряют и регистрируют параметры технологических процессов(температуру).

Напряжение разбаланса ∆U усиливается и подается на управляющую обмотку риверсивного двигателя ротор которого связан с движком реахорда. Двигатель перемещает движок реахорда до тех пор, пока ∆U не станет равным 0. Класс точности до 2.5
Мосты переменного тока.
Плечи мостов в общем случае содержат комплексное сопротивление .

Условием равновесия мостов является: Z1Z3=Z2Z4; –данное равенство разбивают на 2: Z1Z3=Z2Z4 и ф1+ф3=ф2+ф4
Из условия равновесия следует, что для равновесия потребуется регулировка по крайней мере двух параметров.
В измерительной технике широко распространяются мосты Вина для измерения емкости Cx объектов с большими и малыми потерями. Для измерения емкости Cx и tgБ- тангенс угла потерь, при малых и больших потерях широко используют мосты Вина. tgБ=X/R

Для измерения индуктивности с низкой с низкой добротностью применяют частотонезависимые мосты Вина, а для высокой- частотозависимые.

Чем выше добротность катушки тем она ближе к идеалу. Для измерения параметров цепей некоторых параметрических цепей, магнитных материалов- применяются трансформаторныемосты. Рассмотрим схему моста:

Данная схема моста получится если поменять местами ноль- индикатор и источник
Равновесие моста наступает если

Достоинство трансформаторных мостов: 1)малое влияние на результат измерения, температуры, утечек. 2) Уравновешивание моста возможно изменением числа витков обмотки.
12. Регистрирующие приборы. Методы регистрации, достоинства и недостатки. Электронные самопишушие приборы. Цифровые регистраторы

Общие сведения

Во многих случаях при контроле тех. процессов необходимо знать не только значение, но и изменение величин во времени, в этих случаях применяют регистрирующие приборы. Такие приборы делят на приборы прямого действия и приборы сравнения.
Структурная схема регистрирующих приборов прямого действия.
Угол поворота α подвижной части измерительного механизма перемещают указателем расчетного устройства.
Измерительная цепь преобразовывает входную величину + ток.
Регистрирующий орган перемещается относительно носителя. В качестве расчета используется бумага в виде ленты с нанесенной диаграммной сеткой.
Различают обычные приборы с частотой изменения сигнала меньше герца, и быстродействующие- больше герца.
К аналоговым регистрирующим устройствам относятся светолучевые осциллографы и магнитографы.
Методы регистрации
К методам регистрации предъявляют требования: 1)наглядность и видимость результата 2)минимальная погрешность 3)максимальное быстродействие 4)максимальная длительность работы без перезарядки и одноладки
Регистрация с нанесением слоя вещества а носитель
Это группа следующих методов: карандашного, чернильного, чернильного- струйного, пасты в шариковых устройствах и др. Наиболее распространен чернильный метод регистрации. R0- регистрирующий орган- это трубка платино- иридиевая с отверстием 0,1мм. Через это отверстие на носитель N поступают чернила.
Достоинства: 1)Малое воздействие на носитель 2)Высокое качество следа 3)Длительность работы без подзарядки до 30 сек 4)Долговечность
Недостатки: 1)Нужны спец. чернила и бумага 2)Высыхание чернил 3)Засорение пера 4)Замерзание чернил 5)Получается толстая линия
Методы регистрации со снятием слоя вещества
Здесь распространяется плавильный и резцовый методы.
В первом случае нагревается стержень, а на носитель (спец бумагу черного цвета) наносят слой либо мела либо парафина. Парафин плавится и остается четкий черный след.
При резцовом методе применяется игла. Носитель бумажная лента, покрытая слоем парафина или тонким слоем напыленного метала. Можно использовать в тяжелых климатических условиях.
Методы регистрации с изменением состояния вещества
Обычно это воздействие световым лучом на светочувствительный носитель. Применяется в светолучевых осциллографах.
Диаграммные ленты
Различают 3 вида: 1)ДЛ с криволинейной системой координат, 2) ДЛ с прямоугольной системой, 3)ДЛ с горизонтальными и вертикальными линиями
Регистрирующие устройство
Есть 2 вида: 1)устройство с непосредственным соединением регистрирующего органа с подвижной частью измерительного механизма. Для считывания применяются масштабные линейки. 2)устройство имеющее спрямляющий механизм кулисного типа
Самопишущие приборы.
Такие приборы регистрируют изменение измеряемой величины на диаграммной ленте.
Есть 2 ленты:1) группа приборов для регистрации сигналов с частотой до 1Гц(обычные)- применяют магнитоэлектрические и ферромагнитные механизмы: выпускаются амперметры, вольтметры, варметры, фазометры и частотомеры. Применяют ДЛ шириной 100мм; класс точности от 1 до 2,5; скорость ленты от 20 до 5400мм/ч. 2) быстродействующие самопишущие приборы- работают с сигналами с частотой выше 1 Гц до 100 Гц. Электронные самопишущие приборы имеют вместо измерительного механизма реверсивный двигатель.

Отрицательная обратная связь.
Измер напряжение Ux компенсируется Uk(t), разница ∆U усиливается и подается на управляющий вход реверсирующего двигателя, который перемещает движок риохорда R пока разница ∆U не станет равной 0. При этом угол разворота α определяет показания отсчетного устройства.
Измерительные магнитографы - эти устройства обычно отсчетных устройств не содержат.
Принцип: воздействие магнитного поля на носитель в котором изменяется положение магнитных доменов.
Цифровая измерительная регистрация
Это устройство следующих типов: накопитель медленных данных(дэйтлогер), быстрые регистраторы, цифровые осциллографы, анализаторы частотные и временные.

Устройства цифровой измерительной регистрации - приборы, предназначенные для динамических измерений и регистрации изменяющихся электрических и неэлектрических величин в течении длительного времени, поэтому они обладают большим объемом памяти.

13. Электронные аналоговые измерительные приборы. Классификация аналоговых приборов. Электронные вольтметры напряжения переменного тока. Преобразователи амплитудного, средневыпрямленного и действующего значений.
В большинстве аналоговых приборов (АИ) в качестве выходных устройств применяют магнитоэлектрические устройства. Аналоговыми их называют потому что показания есть непрерывная функция ИВ.

Классификация: -для измерения параметров сигнала (фаза, частота, ток, напряжение, сектор) -для измерения параметров элемента (сопротивление, емкость, индуктивность) -измерительные генераторы сигналов различных форм (синусоидная, квадратная, прямоугольная) -элементы измерительных схем (делители, фазовращатели)

Кроме того они делятся на 20 подгрупп: -подгруппа В – вольтметры -подгруппа Г – генераторы -Ч – частотомеры -Е – измерители параметров элементов - С – осцилографы -Ф - фазометры

Электронные вольтметры переменного напряжения.

Такие вольтметры строят по 2-ум схемам:

1)имеют высокую чувствительность, но ограниченный частотный диапазон

2) низкая чувствительность, но большой диапазон частот

Преобразователи амплитудного значения.

В них Uвых пропорционально амплитудному значению входного напряжения.

На входе пикового детектора действует U.

Такой детектор работает до частот до 1 ГГц. При этом амплитудная характеристика детектора нелинейная.

Преобразователи средневыпрямленного значения (ПСЗ).

Вольтметр постоянного тока

Uа= Uвх (T) – Uср

ПСЗ строят на основе усилителей переменного тока, с глубокой нелинейной отрицательной обратной связью

Усреднение тока происходит в измерительном механизме.

Для синусоидального -

Ку>> 1

Здесь благодаря глубокой обратной связи уменьшается вредное влияние Rдиодов, Rим, а также их температурная нестабильность.

Преобразователи действующего значения (ПДЗ).

Алгоритм работы:

ПДЗ строят на основе термоэлектрических преобразователей по компораторной схеме

ПДЗ можно строить путем аппроксимации квадратичной проходной характеристики.

Дата добавления: 2015-08-13