Come sono disposti e gestiti i ponti di misura DC?

Il dispositivo di singoli ponti di misurazione della corrente continua

Una singola corrente continua è costituita da tre resistori campione (solitamente regolabili) R1, R2, R3 (Fig. 1, a), che sono collegati in serie con la resistenza misurata Rx nel circuito a ponte.

L'alimentazione viene applicata a una delle diagonali di questo circuito dalla sorgente EMF GB e un galvanometro RA altamente sensibile è collegato all'altra diagonale tramite l'interruttore SA1 e la resistenza di limitazione Ro.

Riso. 1. Schemi di singoli ponti di misurazione della corrente continua: a - generale; b - con un cambiamento graduale nel rapporto del braccio e un brusco cambiamento nel braccio di confronto.

Lo schema funziona come segue. Quando l'alimentazione viene fornita attraverso i resistori Rx, Rl, R2, R3, le correnti I1 e I2... Queste correnti causeranno una caduta di tensione tra i resistori Uab, Ubc, Uad e Udc.

Se queste cadute di tensione sono diverse, i potenziali nei punti φa, φb e φc non saranno gli stessi.Pertanto, se accendi il galvanometro con l'interruttore SA1, allora una corrente pari a Azr = (φb — φd) / Po.

Il compito del misuratore è bilanciare il ponte, cioè rendere uguali i potenziali dei punti φb e φd, in altre parole ridurre a zero la corrente del galvanometro.

Per fare ciò, iniziano a cambiare le resistenze dei resistori R1, R2 e R3 fino a quando la corrente del galvanometro diventa zero.

A Azr = 0, si può sostenere che φb = φd... Questo è possibile solo quando la tensione scende Uab — Uad e tipo BC. = Ucc.

Sostituendo in queste espressioni i valori di caduta di tensione Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 e Uab = I1Rx, si ottengono due uguaglianze: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Dividendo la prima uguaglianza per la seconda, otteniamo RHC / R1 = R3 / R2 o RNS R2 = R1 R3

L'ultima uguaglianza è la condizione di bilanciamento di un DC a ponte singolo.

Ne consegue che il ponte è bilanciato quando i prodotti delle resistenze dei bracci opposti sono uguali. Pertanto, la resistenza misurata è determinata dalla formula Rx = R1R3 / R2

Nei veri ponti unitari, o la resistenza del resistore R1 (chiamato braccio del comparatore) o il rapporto delle resistenze R3/R2.

Esistono ponti di misura in cui cambia solo la resistenza del braccio di riferimento e il rapporto R3 / R2 rimane costante. Al contrario, cambia solo il rapporto R3/R2, mentre la resistenza del braccio di confronto rimane costante.

I più diffusi sono i ponti di misura, in cui la resistenza R1 cambia dolcemente e con salti, solitamente multipli di 10, cambia il rapporto R3 / R2 (Fig. 1, b), ad esempio, nei comuni ponti di misura P333.

Riso. 2.Ponte di misura della corrente continua P333

Ogni ponte di misura è caratterizzato da un campo di misura della resistenza da Rmin a Rmax. Un parametro importante del ponte è la sua sensibilità. Sm = SGСcx, dove Sg =da /dIg è la sensibilità del galvanometro, Scx =dIG/dR — la sensibilità del circuito.

Sostituendo Sg e Scx in Sm, otteniamo Sm = da/dR.

A volte viene utilizzato il concetto di sensibilità relativa del ponte di misurazione:

Cm= da/ (dR / R).

dove dR / R — la variazione relativa della resistenza nel braccio misurato, da — angolo di deflessione dell'ago del galvanometro.

A seconda del design, viene fatta una distinzione tra ponti di misura standard e lineari (record).

Nel ponte di misura basato sul negozio, le resistenze del braccio sono realizzate sotto forma di spina o leva, misure multivalore di resistenza elettrica (resistenze), nei ponti record, il braccio di confronto è realizzato sotto forma di resistenza del negozio, e i bracci di deflessione hanno la forma di un resistore, separato da un cursore in due parti regolabili.

Errore consentito, i singoli ponti di misurazione della corrente continua hanno una classe di precisione: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Il valore numerico della classe di precisione corrisponde al valore massimo ammissibile dell'errore relativo.

L'errore di un singolo ponte DC dipende dal grado di commensurabilità delle resistenze dei fili di collegamento e dei contatti con la resistenza misurata. Minore è la resistenza misurata, maggiore è l'errore. Pertanto, i doppi ponti CC vengono utilizzati per misurare la bassa resistenza.

Dispositivo a doppio ponte CC

I bracci del doppio ponte di misura (a sei bracci) sono la resistenza misurata Rx (sono realizzati con quattro morsetti per ridurre l'influenza delle resistenze di contatto e sono collegati alla rete da un apposito dispositivo con quattro morsetti), un esempio resistore Ro e due coppie di resistori ausiliari R1, R2, R3, R4.

Riso. 3 Schema di un doppio ponte DC di misura

L'equilibrio del ponte è determinato dalla formula:

Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

Questo dimostra che se due rapporti di braccio R1/R2 e R4/R3 sono uguali tra loro, allora la sottrazione è zero.

Nonostante il fatto che le resistenze R1 e R4 spostando il cursore D siano impostate allo stesso modo, a causa della diffusione dei parametri delle resistenze R2 e R4, questo è molto difficile da ottenere.

Per ridurre l'errore di misurazione, la resistenza del ponticello che collega il resistore di riferimento Ro e la resistenza misurata Rx deve essere ridotta il più possibile. Un resistore calibrato speciale è solitamente collegato al dispositivo. r… Allora l'espressione sottratta diventa praticamente zero.

Il valore della resistenza misurata può essere determinato dalla formula: Rx = Ro R1/R2

I doppi ponti di misurazione CC sono progettati per funzionare solo con rapporti di braccio variabili. La sensibilità del doppio ponte dipende dalla sensibilità del puntatore zero, dai parametri del circuito del ponte e dal valore della corrente operativa. All'aumentare della corrente operativa, la sensibilità aumenta.

I più comuni sono i ponti di misura CC combinati progettati per funzionare su schemi a ponte singolo e doppio.