Мостовые измерения

Советы электрика
Нет комментариев
311 просмотров

Мостовые измеренияМостовые измерения – один из способов расчета сопротивлений, которые входят в состав электрической цепи. Это понятие было введено Кристи и доведено до совершенства Уитсоном, вследствие чего, долгое время этот способ назывался мостом Уитсона. Среди механических аналогов можно выделить устройство аптекарских рычажных весов.

Расчет сопротивлений с помощью мостовых измерений

Классическая электрическая схема, применяема для мостовых измерений, выглядит следующим образом:

В ее состав входит четыре плеча сопротивлений и мост при такой схеме приобретает уравновешенное состояние. Источник питания всегда размещается по диагонали к вершинам, которые соединены нулевым датчиком и в ней напряжение равняется нулю.

Суть расчета заключается в том, что в цепи должно быть установлено полное равенство отношений количественного показателя сопротивлений, которые расположены в плечах схемы:

R1/R3=R2/Rx (при подаче переменного тока, отношение выглядит следующим образом: Z1/Z3=Z2/ZX)

При этом, в диагонали BD данного моста значение напряжения тока (VG) должно быть равно нулю. При повышении чувствительности индикатора, расположенного на диагонали BD, можно добиться выполнения равенства отношения сопротивлений.

В качестве источника питания могут быть любые приспособления, вне зависимости от того, производит ли он постоянный или переменный ток. Это связанно с тем, что балансировка сопротивлений абсолютно не чувствительна к различным колебаниям тока в электрической цепи.

На основе этой схемы создаются специальные электрические приборы, при помощи которых осуществляются мостовые измерения. Они основаны на принципе сравнения и расчет осуществляется при трех известных параметрах сопротивления и одном неизвестном. К тому же, применение мостовых измерений можно осуществлять и для неэлектрических параметров при помощи специальных датчиков, включенных в состав цепи.

При помощи изменений известных параметров сопротивлений осуществляется установка определенного показателя напряжения на конкретных, отдельных участках цепи и который отмечен указателем. Из этого можно сделать вывод, что отношение сопротивлений соответствует отношению напряжений сети и благодаря этому, вычисление неизвестного параметра сопротивления становится возможным.

Если мост пребывает в уравновешенном состоянии, а Ubd равняется нулю, в этом случае соблюдается условие R1/R3=R2/Rx (Z1/Z3=Z2/ZX для электрической цепи с переменным током) при помощи которого можно вычислить один из неизвестных параметров представленной электрической цепи. Иными словами, неизвестное сопротивление должно иметь такую величину, которая будет приводить представленную электрическую цепь в состояние равновесия.

Для того, чтобы добиться уравновешенного состояния при подаче постоянного тока, достаточно регулировки только одного параметра сопротивления и это позволит вычислять одно из неизвестных сопротивлений.

В случае же подачи переменного тока, для достижения условия равновесия Z1/Z3=Z2/ZX, значения сопротивления разделяются на два составляющих параметра Z=R+jx. Это говорит о том, что в этом случае необходимо проводить регулировку, исходя из значений уже двух переменных параметров (в некоторых случаях их может быть больше). Таким образом, это позволяет рассчитывать уже два значения, которые так или иначе связаны с рассматриваемой цепью (L и R или L и Q, С и tgφ и т. д.).

После того, как классическая мостовая схема была признана научным сообществом, некоторые ученые стали ее усовершенствовать и, как результат, это привело к созданию четырех плечевых схем резонансных мостов, на которые подавался переменный ток. Также, помимо четырех плечевых разновидностей мостов стали появляться удвоенные мосты, где источник питания подает постоянный ток (рисунок 2), а также мостовые схемы, в которых используется большее количество плечей (на рисунке 3 изображена семиплечная схема моста).

 

Соответственно и расчет сопротивлений в видоизмененных схемах осуществляется совсем по иным законам и принципам.

Также, измерительные мосты могут использоваться, как в уравновешенном, так и в неуравновешенном состоянии. В случае неуравновешенного состояния, регулировка сопротивлений абсолютно не нужна, а расчет параметров осуществляется по значению напряжения или силы тока, непосредственно на выходе представленного моста (нужно учесть, что значение напряжения должно быть стабильным на всех участках цепи).

Также, мостовые измерения можно делать, когда электроцепь находится в квазиуравновешенном или же в полууравновешенном состоянии. В случае полууравновешенного состояния, регулировка классического моста, представленного на рисунке 1, проводится только по одному параметру для достижения минимального значения выходного напряжения. Следует отметить, что в этом случае значение напряжения не может быть приведено к нулю, потому, что для этого должна осуществляться регулировка двух значений.

Момент, который будет сигнализировать минимальное напряжение вычисляется непосредственно указателем, размещенным на выходе из электроцепи. Для более точного расчета необходимо учесть параметры фазового отношения векторных значений напряжения, которые снимаются в период становления электроцепи в полуравновесное состояние.

Если же в схеме применяется квазиуравновешенное состояние, вычисление искомых параметров сопротивлений осуществляется следующим образом: один параметр рассчитывается в момент достижения полууравновешенного состояния, а второй по напряжению на выходе.

Для достижения равновесного состояния моста можно использовать специальные измерительные приборы, либо это может осуществить человек самостоятельно при помощи ручной наводки.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх