Hvordan arrangeres og betjenes DC-målebroer?

Enheden af ​​enkelte målebroer af jævnstrøm

En enkelt jævnstrøm består af tre prøvemodstande (normalt justerbare) R1, R2, R3 (fig. 1, a), som er forbundet i serie med den målte modstand Rx i brokredsløbet.

Strøm tilføres til en af ​​diagonalerne i dette kredsløb fra EMF-kilden GB, og et meget følsomt galvanometer RA er forbundet til den anden diagonal gennem kontakten SA1 og den begrænsende modstand Ro.

Ris. 1. Skemaer af enkelte jævnstrømsmålebroer: a — generelt; b — med en jævn ændring i armforholdet og en skarp ændring i sammenligningsarmen.

Ordningen fungerer som følger. Når strøm tilføres gennem modstande Rx, Rl, R2, R3, strøm I1 og I2... Disse strømme vil forårsage et spændingsfald over modstandene Uab, Ubc, Uad og Udc.

Hvis disse spændingsfald er forskellige, vil potentialerne i punkterne φa, φb og φc ikke være de samme.Derfor, hvis du tænder for galvanometeret med kontakten SA1, så er en strøm lig med Azr = (φb — φd) / Po.

Målerens opgave er at balancere broen, det vil sige at gøre potentialerne for punkterne φb og φd lige, med andre ord reducere galvanometerstrømmen til nul.

For at gøre dette begynder de at ændre modstanden af ​​modstande R1, R2 og R3, indtil galvanometerstrømmen bliver nul.

Ved Azr = 0 kan man argumentere for, at φb = φd... Dette er kun muligt, når spændingen falder Uab — Uad og type BC. = Udc.

Ved at erstatte spændingsfaldsværdierne Uad =I2R3, Ubc i disse udtryk = I1R1, Udc = I2R2 og Uab = I1Rx, får vi to ligheder: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Ved at dividere den første lighed med den anden får vi RHC / R1 = R3 / R2 eller RNS R2 = R1 R3

Den sidste lighed er balanceringstilstanden for en enkeltbro-DC.

Det følger, at broen er afbalanceret, når produkterne af modstandene fra de modsatte arme er lige store. Derfor er den målte modstand bestemt af formlen Rx = R1R3 / R2

I rigtige enhedsbroer, enten modstanden af ​​modstanden R1 (kaldet komparatorarmen) eller forholdet mellem modstandene R3/R2.

Der er målebroer, hvor kun referencearmens modstand ændres, og forholdet R3 / R2 forbliver konstant. Omvendt ændres kun forholdet R3 / R2, mens sammenligningsarmens modstand forbliver konstant.

De mest udbredte er målebroerne, hvor modstanden R1 ændres jævnt og med spring, normalt multipla af 10, ændres forholdet R3 / R2 (fig. 1, b), for eksempel i de almindelige målebroer P333.

Ris. 2.Jævnstrømsmålebro P333

Hver målebro er karakteriseret ved et modstandsmåleområde fra Rmin til Rmax. En vigtig parameter ved broen er dens følsomhed. Sm = SGСcx, hvor Sg =da /dIg er galvanometerets følsomhed, Scx =dIG/dR - kredsløbets følsomhed.

Substituerer vi Sg og Scx i Sm, får vi Sm = da/dR.

Nogle gange bruges konceptet om målebroens relative følsomhed:

Cm= da/ (dR/R).

hvor dR / R — den relative ændring i modstand i den målte arm, da — afbøjningsvinkel for galvanometernålen.

Afhængig af designet skelnes der mellem stam- og lineære (rekord)målebroer.

I den butiksbaserede målebro er armmodstandene lavet i form af et stik eller håndtag, multi-værdimål for elektrisk modstand (modstande), i rekordbroer er sammenligningsarmen lavet i form af en butiksmodstand, og afbøjningsarmene er i form af en modstand, adskilt af en skyder i to justerbare dele.

Tilladt fejl, enkelte målebroer af jævnstrøm har en nøjagtighedsklasse: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5,0. Den numeriske værdi af nøjagtighedsklassen svarer til den største tilladte værdi af den relative fejl.

Fejlen for en enkelt DC-bro afhænger af graden af ​​sammenlignelighed af modstandene af forbindelsesledningerne og kontakter med den målte modstand. Jo mindre den målte modstand, jo større er fejlen. Derfor bruges dobbelte jævnstrømsbroer til at måle lav modstand.

DC dual bridge enhed

Armene på den dobbelte (seks-armede) målebro er den målte modstand Rx (de er lavet med fire klemmer for at reducere indflydelsen af ​​kontaktmodstande og er forbundet til netværket med en speciel enhed med fire klemmer), et eksempel på modstand Ro og to par hjælpemodstande Rl, R2, R3, R4.

Ris. 3 Skematisk af en dobbeltmålende DC-bro

Broens balance bestemmes af formlen:

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

Dette viser, at hvis to armforhold R1 / R2 og R4 / R3 er lig med hinanden, så er den subtraherede nul.

På trods af det faktum, at modstandene R1 og R4, der bevæger skyderen D, er indstillet ens, på grund af spredningen af ​​parametrene for modstandene R2 og R4, er dette meget vanskeligt at opnå.

For at reducere målefejlen bør modstanden af ​​jumperen, der forbinder referencemodstanden Ro og den målte modstand Rx, tages så lille som muligt. En speciel kalibreret modstand er normalt fastgjort til enheden. r... Så bliver det subtraherede udtryk praktisk talt nul.

Værdien af ​​den målte modstand kan bestemmes ved formlen: Rx = Ro R1/R2

Dobbelt DC-målebroer er kun designet til at fungere med variable armforhold. Følsomheden af ​​dobbeltbroen afhænger af følsomheden af ​​nulmarkøren, parametrene for brokredsløbet og værdien af ​​driftsstrømmen. Når driftsstrømmen stiger, øges følsomheden.

De mest almindelige er kombinerede DC-målebroer designet til at fungere på enkelt- og dobbeltbroskemaer.