Hvordan er DC-målebroer arrangert og betjent?

Enheten av enkelt målebroer av likestrøm

En enkelt likestrøm består av tre prøvemotstander (vanligvis justerbare) R1, R2, R3 (fig. 1, a), som er koblet i serie med den målte motstanden Rx i brokretsen.

Strøm tilføres en av diagonalene til denne kretsen fra EMF-kilden GB, og et svært følsomt galvanometer RA er koblet til den andre diagonalen gjennom bryteren SA1 og den begrensende motstanden Ro.

Ris. 1. Skjemaer av enkle likestrømsmålebroer: a — generelt; b — med en jevn endring i armforholdet og en skarp endring i sammenligningsarmen.

Ordningen fungerer som følger. Når strøm tilføres gjennom motstandene Rx, Rl, R2, R3, strømmene I1 og I2... Disse strømmene vil forårsake et spenningsfall over motstandene Uab, Ubc, Uad og Udc.

Hvis disse spenningsfallene er forskjellige, vil ikke potensialene i punktene φa, φb og φc være de samme.Derfor, hvis du slår på galvanometeret med bryteren SA1, vil en strøm lik Azr = (φb — φd) / Po.

Målerens oppgave er å balansere broen, det vil si å gjøre potensialene til punktene φb og φd like, med andre ord redusere galvanometerstrømmen til null.

For å gjøre dette begynner de å endre motstandene til motstandene R1, R2 og R3 til galvanometerstrømmen blir null.

Ved Azr = 0 kan det hevdes at φb = φd... Dette er kun mulig når spenningen faller Uab — Uad og type BC. = Udc.

Ved å erstatte spenningsfallet i disse uttrykkene Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 og Uab = I1Rx, vi får to likheter: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Ved å dele den første likheten med den andre får vi RHC / R1 = R3 / R2 eller RNS R2 = R1 R3

Den siste likheten er balanseringstilstanden til en enkeltbro DC.

Det følger at broen er balansert når produktene av motstandene til de motsatte armene er like. Derfor bestemmes den målte motstanden av formelen Rx = R1R3 / R2

I ekte enhetlige broer, enten motstanden til motstanden R1 (kalt komparatorarmen) eller forholdet mellom motstandene R3/R2.

Det er målebroer der bare motstanden til referansearmen endres, og forholdet R3 / R2 forblir konstant. Motsatt endres bare forholdet R3 / R2, mens motstanden til sammenligningsarmen forblir konstant.

De mest utbredte er målebroene, der motstanden R1 endres jevnt og med hopp, vanligvis multipler på 10, endres forholdet R3 / R2 (fig. 1, b), for eksempel i de vanlige målebroene P333.

Ris. 2.Likestrømsmålebro P333

Hver målebro er preget av et motstandsmåleområde fra Rmin til Rmax. En viktig parameter for broen er dens følsomhet. Sm = SGСcx, hvor Sg =da /dIg er følsomheten til galvanometeret, Scx =dIG/dR - følsomheten til kretsen.

Ved å erstatte Sg og Scx i Sm, får vi Sm = da/dR.

Noen ganger brukes konseptet om den relative følsomheten til målebroen:

Cm= da/ (dR/R).

hvor dR / R — den relative endringen i motstand i den målte armen, da — avbøyningsvinkelen til galvanometernålen.

Avhengig av design skilles det mellom lager- og lineære (rekord) målebroer.

I den butikkbaserte målebroen er armmotstandene laget i form av en plugg eller spak, flerverdimål for elektrisk motstand (motstander), i rekordbroer er sammenligningsarmen laget i form av en butikkmotstand, og avbøyningsarmene er i form av en motstand, atskilt med en glider i to justerbare deler.

Tillatt feil, enkle målebroer av likestrøm har en nøyaktighetsklasse: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Den numeriske verdien av nøyaktighetsklassen tilsvarer den største tillatte verdien av den relative feilen.

Feilen til en enkelt DC-bro avhenger av graden av sammenlignbarhet av motstandene til tilkoblingsledningene og kontaktene med den målte motstanden. Jo mindre målt motstand, jo større feil. Derfor brukes doble DC-broer for å måle lav motstand.

DC dual bridge enhet

Armene til den doble (seksarmede) målebroen er den målte motstanden Rx (de er laget med fire klemmer for å redusere påvirkningen av kontaktmotstander og er koblet til nettverket med en spesiell enhet med fire klemmer), et eksempel på motstand Ro og to par hjelpemotstander Rl, R2, R3, R4.

Ris. 3 Skjematisk av en dobbeltmålende DC-bro

Balansen til broen bestemmes av formelen:

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 lik hverandre, så er den subtraherte null.

Til tross for at motstandene R1 og R4 som beveger glidebryteren D er innstilt på samme måte, på grunn av spredningen av parametrene til motstandene R2 og R4, er dette svært vanskelig å oppnå.

For å redusere målefeilen bør motstanden til jumperen som forbinder referansemotstanden Ro og den målte motstanden Rx tas så liten som mulig. En spesiell kalibrert motstand er vanligvis festet til enheten. r... Da blir det subtraherte uttrykket praktisk talt null.

Verdien av den målte motstanden kan bestemmes av formelen: Rx = Ro R1/R2

Doble DC-målebroer er designet for kun å fungere med variable armforhold. Følsomheten til den doble broen avhenger av følsomheten til nullpekeren, parametrene til brokretsen og verdien av driftsstrømmen. Når driftsstrømmen øker, øker følsomheten.

De vanligste er kombinerte DC-målebroer designet for å fungere på enkle og doble broskjemaer.