Измерение сопротивлений мостом постоянного тока (руководство к лаборатоной работе)

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

 РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизированных систем

научных исследований и экспериментов

РУКОВОДСТВО

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

                                                        Руководство подготовил

                                                        к.т.н. доцент каф. АСНИиЭ

                                                        Галалу В.Г.

Таганрог 2004

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Введение.

Мосты постоянного тока предназначены для измерения сопротивления электрической цепи по постоянному току и охватывают широкий диапазон измеряемых сопротивлений от 10^-8 до 10¹⁵ Ом. Они применяются также для измерения многих неэлектрических величин. В этом случае измеряемая неэлектрическая величина преобразуется датчиком в соответствующее значение электрического сопротивления, которое и измеряется мостом. Мосты постоянного тока применяются также для контроля параметров резисторов в процессе их массового производства. Отсчетное устройство в таких мостах градуируется в процентах отклонения контролируемого сопротивления от номинального значения, поэтому такие мосты называют процентными.

В зависимости от степени автоматизации процесса уравновешивания различают мосты с ручным уравновешиванием, автоматические и цифровые мосты. В мостах с ручным уравновешиванием уравновешивание моста производит оператор с помощью магазинов сопротивлений в плечах моста. Автоматические мосты приводятся в равновесие электрическим двигателем, управляющим сопротивлением реохорда. В цифровых мостах уравновешивание мостовой схемы осуществляется автоматически с помощью магазина сопротивлений, резисторы которого включаются или выключаются контактами электромеханических реле или бесконтактными, обычно транзисторными, ключами

Отечественная промышленность выпускает мосты постоянного тока следующих классов точности·0,005; 0,01; 0,02, 0,05; 0,1; 0,2, 0,5, 1,0; 2; 5. Многопредельные мосты на разных пределах измерения могут иметь разные классы точности.

Основное уравнение мостовой схемы. Схема моста постоянного тока (рис.1) состоит из четырех плеч (ветвей) и двух диагоналей; плечи представляют собой резисторы с сопротивлениями R₁, R₂, R₃ и R₄; в одну из диагоналей включают источник питания, в другую- индикатор с двусторонней шкалой (гальванометр или микроамперметр) с внутренним сопротивлением R_и.

Ток в индикаторе I_и вычисляют на основании законов Кирхгофа:

      (1)

Отсюда вытекают два возможных состояния мостовой схемы при измерениях: неуравновешенное, когда ток в индикаторе не равен нулю, и уравновешенное, когда ток в индикаторе равен нулю. В соответствии с этим  мосты разделяют на две группы: одни предназначены для работы только в неуравновешенном, другие – только в уравновешенном состоянии.

В неуравновешенных мостах сопротивление одного из плеч неизвестно, а остальные величины, входящие в формулу (1), постоянны, следовательно, величина тока индикатора I_и может служить мерой неизвестного сопротивления, т.е. такой мост является прямопоказывающим прибором. Эти мосты широко применяют для измерения неэлектрических величин электрическими методами.В уравновешенных мостах ток I_и в момент отсчета равен нулю, что достигается при выполнении условия равновесия моста – равенства произведений сопротивлений противолежащих плеч: