Дифференциальный метод. Метод замещения. Косвенный метод. Меры электрических величин, страница 7

Мостовой метод измерений - метод измерения электрических сопротивлений постоянному или переменному току при помощи измерительных мостов нашел широкое применение в измерениях физических величин, функционально связанных с электрическим сопротивлением (например, удельной проводимости и температурного коэффициента сопротивления -при постоянном токе; индуктивности, емкости, частоты и др. - при переменном токе). На изменении параметров электрических цепей

(сопротивления, емкости, индуктивности и др.) под влиянием различных физических факторов основано применение мостового метода для измерения неэлектрических величин (давления, температуры, влажности и т.д.).

Мостовой метод измерения электрических величин, как и компенсационный   метод,   при   использовании         эталонов   электрических величин с гарантированной точностью и условия высокого уровня культуры и изощренности в физическом эксперименте позволяют получить результат измерения с точностью, превышающей точность современных методов прямых измерений с цифровой индикацией результата.

Измерение сопротивлений. Метод и описание установки

Одинарный мост постоянного тока (мост Уитстона) состоит из четырех сопротивлений,      соединенных      последовательно;      начало     первого сопротивления     соединено     с     концом     четвертого;     в     диагонали образовавшегося замкнутого четырехугольника включены источник тока   и   индикатор   (рис.    1).   Диагональ   с индикатором называется мостом. В одно плечо моста  включается  измеряемое  сопротивление Rx, в другое - образцовое сопротивление R2; два остальных вспомогательных образуют так называемые плечи отношения. В качестве индикатора обычно применяется гальванометр магнитоэлектрической системы с нулем в середине шкалы, У измеряемого и образцового сопротивлений имеется общая точка. Решая систему уравнений Кирхгофа для цепи, изображенной на рис. 1, при произвольном соотношении сопротивлений можно наши ток индикатора, и он будет отличен от нуля. Существует одно определенное соотношение между сопротивлениями, составляющими схему Rx, R2, R3, R1 ,при котором сила тока, идущего через гальванометр, обращается в нуль (уравновешенный мост).

 ,                                                       (1)

откуда Rx= R2 (R4/R3).

Эту расчетную формулу можно вывести, записав систему четырех уравнений при условии равновесия моста (Уд=0), записав первое правило Кирхгофа для узлов С и D и второе правило Кирхгофа для контуров ADCA и BCDB. Соотношение (1) может служить для отыскания любого из четырех сопротивлений, включенных в плечи моста, если известны  три     других сопротивления.

Э.д.с. батареи, питающей мост, сопротивление батареи и гальванометра существенной роли для определения искомого сопротивления  не  играют.   Однако точность определения  неизвестного сопротивления будет выше, когда отношение R₂/R₃ близко к единице, а величины сопротивлений R₂, R₃, R₄ будут того же порядка, который имеет R_x.

Одинарный мост постоянного тока типа Р-333 - пример технического оформления мостов промышленного изготовления.

Схема моста. Измерительная часть схемы моста — четырехплечий мост, в сравнительном плече которого включен четырехдекадный плавно-регулирующий магазин сопротивлений на 9999 Ом ступенями через 1 Ом. Схема позволяет получать в каждой декаде девять номинальных значений сопротивлений. При помощи переключателя плеч соотношений (П5) включаются различные комбинации сопротивлений r₁и r₂:

1000:10; 1000:100; 1000:1000; 100:1000; 10:1000; 1:1000 и 1:10000 Ом, которым соответствует значение множителя п — 100, 10, 1, ОД , 0,01, 0,001, 0,0001, нанесенные вокруг ручки декады плеч отношений.

Методика измерений сопротивлений

1.Подключить измеряемое сопротивление к зажимам 2 и 3 (рис. 2 ).

2.  Установить переключатель плеч отношений на соответствующий множитель в зависимости от предполагаемой величины Rx.

3.  Установить на четырех декадах сравнительного плеча ожидаемое сопротивление.