Главная > Основы метрологии и электрические измерения
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

7-4. МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЕМКОСТИ, УГЛА ПОТЕРЬ, ИНДУКТИВНОСТИ И ДОБРОТНОСТИ

В соответствии с условиями равновесия моста переменного тока (7-2) — (7-4) схемы мостов для измерения емкости, угла потерь индуктивности и добротности могут иметь различные варианты включения в плечи резисторов, катушек индуктивностей, конденсаторов и исследуемого объекта.

(кликните для просмотра скана)

Рис. 7-5. Последовательная (а) и параллельная (б) эквивалентные схемы и векторные диаграммы конденсатора с потерями

В табл. 7-1 приведены комбинации соединений плеч, образующих различные мосты переменного тока.

Мосты для измерения емкости и угла потерь.

При измерении емкости исследуемого объекта, например конденсатора, следует учесть, что он обычно обладает потерями, т. е. в нем поглощается активная мощность. Реальный конденсатор представляется эквивалентной схемой в виде идеальной емкости, последовательно или параллельно соединенной с активным сопротивлением, обусловливающим возникновение эквивалентных потерь. Ток в цепи такого конденсатора опережает напряжение на угол, меньший 90°.

На рис. 7-5 приведены эквивалентные схемы и векторные диаграммы конденсатора с потерями, из которых следует: (рис. 7-5, а) и (рис. 7-5, б).

Для измерения емкости конденсаторов с малыми потерями схема моста показана на рис. 7-6. Как видно, в этом случае использована схема № 1 измерения емкости конденсатора (табл. 7-1). Для анализа используем эквивалентную схему рис. 7-5, а.

Полные сопротивления плеч в данном случае:

Подставив эти выражения в формулу равновесия моста, будем иметь

Отсюда получим условия равновесия моста:

Рис. 7-6. Схема моста для измерения емкости и угла потерь с последовательным включением и ,

Угол потерь дополняющий до 90° угол фазового сдвига тока относительно напряжения, определяется из выражения

Работа на этом мосте производится следующим образом. Установив изменяют отношение сопротивлений плеч до тех пор, пока нуль-индикатор не укажет наименьший ток. После этого переходят к регулировке сопротивления магазина добиваясь дальнейшего уменьшения тока в нуль-индикаторе. Затем снова изменяют отношение сопротивлений до тех пор, пока не будет найдено положение равновесия.

Для измерения емкости конденсаторов с большими потерями применяют мост с параллельным подключением резистора и конденсатора (схема № 2 табл. 7-1), так как введение последовательно в плечо большого сопротивления уменьшает чувствительность схемы.

Комплексные сопротивления плеч моста

При равновесии имеет место следующее соотношение:

Последнее уравнение приводит к двум условиям:

Угол потерь для конденсатора выраженный через при параллельном соединении конденсатора и резистора

Для определения потерь в диаэлектриках, в частности в кабелях высокого напряжения, применяют мост, составленный по схеме № 3 табл. 7-1. Заземление вершины в моста (рис. 7-1) делает безопасной работу на мосте при питании его от источника высокого напряжения.

Для этого моста условия равновесия:

Тангенс угла потерь

Мосты для измерения индуктивности и добротности.

Одно из плеч моста, составленного по схемам № 4 или 5 табл. 7-1, образовано испытуемой катушкой с индуктивностью и активным сопротивлением а другое — образцовой катушкой с индуктивностью и сопротивлением Резистор при помощи переключателя может быть включен последовательно с образцовой катушкой (схема № 5) или с катушкой с измеряемой индуктивностью (схема № 4) в зависимости от соотношения и Если для получения равновесия включить резистор последовательно с катушкой то условия равновесия будут:

Если же для получения равновесия включить резистор последовательно с катушкой то условия равновесия моста принимают вид:

Для измерения индуктивности можно использовать также и образцовый конденсатор С (схема № 6 табл. 7-1).

В этом случае условия равновесия имеют вид:

По полученным значениям или и С можно определить добротность катушки

Четырехплечие мосты с использованием в их плечах конденсаторов постоянной емкости и переменных резисторов дают удобные прямые отсчеты значений измеряемых индуктивностей и коэффициентов добротности но они обладают плохой сходимостью при малых значениях коэффициентов добротности. Процесс уравновешивания становится затруднительным при а при приведение моста в состояние равновесия практически невыполнимо. Хорошую сходимость при измерениях малых значений коэффициента добротности имеют шестиплечие мосты.

Схема шестиплечего моста для измерения индуктивности и добротности приведена на рис. 7-7. Для нахождения условия равновесия моста заменим схему соединения треугольником эквивалентной схемой соединения звездой. Эта замена преобразует шестиплечий мост в четырехплечий.

Из общего условия равновесия моста находим

Рис. 7-7. Схема шестиплечего моста для измерения индуктивности и добротности

Хорошая сходимость моста объясняется независимостью второго условия равновесия от сопротивления резистора Поэтому условие не нарушается регулировкой моста резистором необходимой для выполнения первого условия.

Универсальные мосты для измерения сопротивления, емкости, угла потерь, индуктивности и добротности.

Для измерений в лабораторных условиях промышленность выпускает универсальные мосты, позволяющие осуществлять измерения сопротивлений на постоянном токе, емкости и угла потерь, индуктивности и добротности на переменном токе.

Современные универсальные мосты содержат набор образцовых резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей постоянного и переменного значения. С помощью переключателя составляется одна из рассмотренных выше схем моста.

Универсальные мосты предназначаются для измерения сопротивлений в широких пределах, емкости — от десятков пикофарад до ста микрофарад, — от тысячных долей до одной десятой, индуктивности — от единиц микрогенри до сотен генри и добротности — от единиц до нескольких сотен. Погрешность универсальных мостов зависит от измеряемой величины. Измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности в универсальных мостах обычно производится на частоте 1000 Гц.

Трансформаторные измерительные мосты для измерения комплексных сопротивлений.

Четырехплечие трансформаторные измерительные мосты отличаются от мостов, рассмотренных выше, наличием индуктивно-связанных плеч в диагонали источника питания или в диагонали нуль-индикатора (рис. 7-8). Если в схеме рис. 7-8, а подобрать параметры плеч моста такими, чтобы напряжения во вторичных обмотках трансформатора были бы равны по значению и фазе падениям напряжения в плечах то ток в диагонали моста будет равен нулю, т. е. мост будет уравновешен. Если принять, что напряжения во вторичных обмотках пропорциональны числам витков обмоток, а также не учитывать потоков рассеяния обмоток и считать, что потери в проводах

Рис. 7-8. Схема трансформаторного моста с индуктивно-связанными плечами в диагонали источника питания (а) и в диагонали нуль-индикатора (б)

обмоток пропорциональны числам витков, то условием равновесия моста по этой схеме будет где — числа витков вторичных обмоток трансформатора.

Если не делать указанных выше допущений, условие равновесия трансформаторного моста оказывается более сложным.

Для схемы моста рис. 7-8, б условие равновесия имеет вид где числа витков первичной обмотки трансформатора.

Трансформаторные измерительные мосты могут применяться для измерения комплексных сопротивлений. Если (измеряемое комплексное сопротивление), (образцовое комплексное сопротивление), то равновесие моста может быть достигнуто двояким способом: изменением или изменением числа витков

Достоинством трансформаторных измерительных мостов является то, что они могут обеспечить практически постоянную чувствительность в широком диапазоне частот (до сотен мегагерц) и позволяют производить измерения с незначительной погрешностью (в некоторых случаях до Следует отметить возможность применения трансформаторных мостов для измерения неэлектрических величин (уровней, влажности, перемещений и т. п.).

1
Оглавление
email@scask.ru