Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Физические основы получения информации

Выбор оптимальных параметров мостовых схем

Известно, что если мостовая цепь работает на указатель конечного сопротивления, то для получения наибольшей чувствительности необходимо согласовывать сопротивление указателя с выходным сопротивлением моста.

В практике измерения неэлектрических величин часто применяются симметричные мостовые схемы (рис. 6.7, а). Имеются два вида симметрии мостовых схем:

  • 1) R = R2, R3R4',
  • 2) R — R3, R2 = R4.

Первый вид симметрии получается, если активными элементами моста считать плечи R и R2; тогда максимальный ток в указателе будет при R3 = Ra —> 0.

Второй вид симметрии получается, если активными элементами моста считать Rx = R3. Тогда максимальный прирост напряжения на указателе будет при R2 = R4 —^ °°.

Оптимальные соотношения между сопротивлениями мостовой цепи различны для каждого вида симметрии.

При симметрии Rl = R2 и R3 = R4 выражение для мощности, получаемой указателем, будет

где в — чувствительность моста.

Максимум этого выражения будет при = /?4 —> 0, а условие согласования сопротивления измерителя и выходного сопротивления моста, имеющего общий вид

окажется следующим:

Однако при выполнении этого условия источник тока, питающий мост, должен обладать бесконечной мощностью. Если же мощность источника ограничена, то с точки зрения наилучшего использования источника тока (т.е. получение максимального КПД) наиболее выгоден равноплечий мост

На практике большой интерес представляет соотношение Рукпр, т.е. мощности, получаемой указателем, к мощности преобразователя Рпр. При = R2 и R3 = R4 —» 0 мощность, получаемая указателем, оказывается равна

Тогда как в случае равноплечего моста

Таким образом, при симметрии R{ = R2, R3 = R4 целесообразно уменьшать величины сопротивлений R3 и R4 до значений, ограниченных мощностью источника тока.

Для симметрии Rj = R3; R2 = R{ максимум Рук достигается при R4 = R{/2 и соответственно:

Рп е2

При этом Луктах = ^ , т.е. меньше, чем при симметрии первого

вида, и если мощность источника не ограничена, то целесообразно применять симметрию Rx = R2, R3 = R4.

Применение симметричных схем дает также возможность избавиться от температурной погрешности преобразователя, так как соседнее с преобразователем плечо (R2 или R3) выполняется идентично. Действительно, уравнение равновесия моста выражается в виде RR4 = R2R3.

Если, например, в случае первой симметрии равные сопротивления Rl и R2 одновременно изменят свои величины на AR, то, очевидно, равновесие моста не нарушится. Это свойство, правда, не относится к преобразователям, удаленным от измерительной схемы, и к термометрам сопротивлений.

Для измерения неэлектрических величин кроме мостовых схем большое распространение получили также компенсационные схемы постоянного и переменного тока. Компенсационные схемы, не имеющие потребления и обладающие высокой чувствительностью, применяются для измерения малых ЭДС, развиваемых преобразователями, например термопарами. Используемые на практике самоурав- новешивающиеся компенсаторы отличаются от компенсаторов с ручным управлением только тем, что часть рабочей цепи выполйена в виде реохорда, по которому скользит движок, управляемый реверсивным электродвигателем, который начинает вращаться при разбалансировке компенсационной схемы.

Индикаторы приборов для измерения неэлектрических величин могут быть разделены на две группы: указатели нуля и указатели текущего значения. Для равновесных мостов и компенсаторов постоянного тока в качестве индикаторов применяются магнитоэлектрические гальванометры. Выбор гальванометра производится по величине сопротивления гальванометра для согласования с выходным сопротивлением схемы и по внешнему критическому сопротивлению гальванометра с тем, чтобы не создать «переуспокоенный» или «недоуспокоенный» режим движения подвижной части гальванометра.

В качестве индикаторов для равновесных мостов переменного тока служат вибрационные гальванометры, электронные приборы, телефоны, различные устройства с выпрямителями.

При выборе индикатора для неравновесных мостов руководствуются теми же требованиями, что и для равновесных. Кроме того, здесь необходимо учитывать точность указателя, так как его погрешность в неравновесных мостах целиком входит в погрешность измерения. Для неравновесных мостов постоянного и переменного тока могут служить показывающие приборы соответственно постоянного и переменного тока всех систем.

При регистрации особо быстрых процессов (удары, взрывы и т.п.) в качестве указателей используют электронные осциллографы и результаты измерений фотографируют с экрана электронно-лучевой трубки. Такие приборы регистрируют процессы с частотами до 100 кГц и выше.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >
 

Популярные страницы